第二章遙感電磁輻射基礎(chǔ)本章提要(…)§1

電磁波譜§2輻射基本定律§3太陽(yáng)輻射§4太陽(yáng)輻射與大氣的相互作用§5太陽(yáng)輻射與地面的相互作用§6三種遙感模式

本章主要介紹遙感的物理基礎(chǔ)，包括地物的電磁波特性、輻射基本定律、太陽(yáng)輻射、大氣和地面與太陽(yáng)輻射的相互作用、大氣窗口的概念、地物反射太陽(yáng)光譜的特性、三種遙感模型等。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!§1

電磁波譜波的概念：波是振動(dòng)在空間的傳播。機(jī)械波：聲波、水波和地震波電磁波（ElectroMagneticSpectrum)由振源發(fā)出的電磁振蕩在空氣中傳播。不需要媒質(zhì)也能傳播，與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)會(huì)有反射、吸收、透射、散射等，并遵循同一規(guī)律。演示MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!電磁波是通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)之間相互聯(lián)系傳播的電磁輻射:這種電磁能量的傳遞過(guò)程（包括輻射、吸收、反射和透射）稱(chēng)為電磁輻射。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!電磁波的特性電磁波是橫波在真空中以光速傳播電磁波具有波粒二象性：電磁波在傳播過(guò)程中，主要表現(xiàn)為波動(dòng)性；在與物質(zhì)相互作用時(shí)，主要表現(xiàn)為粒子性，這就是電磁波的波粒二象性。波動(dòng)性：電磁波是以波動(dòng)的形式在空間傳播的，因此具有波動(dòng)性粒子性：它是由密集的光子微粒組成的，電磁輻射的實(shí)質(zhì)是光子微粒的有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)。電磁波的粒子性，使得電磁輻射的能量具有統(tǒng)計(jì)性MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!電磁波譜電磁波譜：將各種電磁波在真空中的波長(zhǎng)按其長(zhǎng)短，依次排列制成的圖表。

在電磁波譜中，波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是無(wú)線電波，其按波長(zhǎng)可分為長(zhǎng)波、中波、短波和微波。波長(zhǎng)最短的是γ射線

電磁波的波長(zhǎng)不同，是因?yàn)楫a(chǎn)生它的波源不同。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!電磁波譜MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!近紅外：0.76～3.0μm，與可見(jiàn)光相似。中紅外：3.0～6.0μm，地面常溫下的輻射波長(zhǎng)，有熱感，又叫熱紅外。遠(yuǎn)紅外：6.0～15.0μm，地面常溫下的輻射波長(zhǎng)，有熱感，又叫熱紅外。超遠(yuǎn)紅外：15.0～1000μm，多被大氣吸收，遙感探測(cè)器一般無(wú)法探測(cè)。紅外線的劃分MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!輻射通量通常，把以電磁波形式傳播的能量稱(chēng)為輻射能，用Q表示，單位為焦耳。

h是普朗克常數(shù)，ν是光的頻率，ν與光速c、波長(zhǎng)λ之間都是可換算的.輻射能即可以表示輻射源發(fā)出的電磁波的能量，也可以表示被輻射表面接收到的電磁波的能量。在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一面積的輻射能，稱(chēng)為通過(guò)該面積的輻射通量，符號(hào)Φ，單位為W，如果是某個(gè)波長(zhǎng)的輻射通量，則記為Φ(λ)。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!普朗克定理波長(zhǎng)λ，光學(xué)遙感中一般單位用μm或nm；波數(shù)v=1/λ，單位一般為cm-1；頻率f=c0/λ,單位為1/s,其中c0為光速。地物發(fā)射電磁波的能力以發(fā)射率作為衡量標(biāo)準(zhǔn)；地物的發(fā)射率是以黑體輻射作為參照標(biāo)準(zhǔn)。黑體：在任何溫度下，對(duì)各種波長(zhǎng)的電磁輻射的吸收系數(shù)等于1（100%）的物體。黑體輻射：黑體的熱輻射稱(chēng)為黑體輻射。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!黑體輻射定律(1)普朗克熱輻射定律表示出了黑體輻射通量密度與溫度的關(guān)系以及按波長(zhǎng)分布的規(guī)律。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!斯特潘-玻耳茲曼(Stefan-Boltzmann)定律對(duì)普朗克定律在全波段內(nèi)積分，得到斯蒂芬－玻爾茲曼定律。輻射通量密度隨溫度增加而迅速增加，與溫度的4次方成正比。σ:斯蒂芬－玻爾茲曼常數(shù)，（5.6697±0.00297）×10－12Wcm-2K-4

紅外裝置測(cè)試溫度的理論根據(jù)。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!按照發(fā)射率與波長(zhǎng)的關(guān)系，把地物分為：黑體或絕對(duì)黑體：發(fā)射率為1，常數(shù)?；殷w(greybody)：發(fā)射率小于1，常數(shù)選擇性輻射體：發(fā)射率小于1，且隨波長(zhǎng)而變化。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!維恩(Wien)位移定律黑體輻射的峰值波長(zhǎng)λmax與絕對(duì)溫度T的乘積是常量，即：b:常數(shù)，2897.8＋－0.4μm·K黑體溫度增加時(shí)，其輻射曲線的峰值波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)。分光譜輻射通量密度wλ（瓦/厘米2●微米）00.20.40.60.824681012900k800k700k600k500k波長(zhǎng)（μm）溫度3005001000200030004000500060007000波長(zhǎng)9.665.802.901.450.970.720.580.480.41MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!太陽(yáng)輻射能量分布波長(zhǎng)/μm波段名稱(chēng)能量比例/%小于10－3X、γ射線0.0210－3～0.2遠(yuǎn)紫外0.20～0.31中紫外1.950.31～0.38近紫外5.320.38～0.76可見(jiàn)光43.500.76～1.5近紅外36.801.5～5.6中紅外12.005.6～1000遠(yuǎn)紅外0.41大于1000微波MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!§4太陽(yáng)輻射與大氣的相互作用大氣概況大氣的吸收作用大氣的散射作用大氣窗口大氣校正MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!大氣成分大氣主要由氣體分子、懸浮的微粒、水蒸氣、水滴等組成。大氣密度和壓力隨高度上升均按指數(shù)率下降氣體：N2，O2，H2O，CO2，CO，CH4，O3懸浮微粒：塵埃，冰晶，水滴MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!AbsorptionofEMenergybytheatmosphere吸收MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!ScatteringofEMenergybytheatmosphere散射散射作用：太陽(yáng)輻射在傳播過(guò)程中遇到小微粒而使傳播方向改變，并向各個(gè)方向散開(kāi)。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!瑞利散射：由于氣體分子的尺度遠(yuǎn)小于光波的波長(zhǎng)時(shí)發(fā)生的散射，屬小顆粒散射。小顆粒散射的特征：

（1）散射光強(qiáng)度與波長(zhǎng)4次方成反比，由此可以解釋天空為什么呈藍(lán)色。（2）主要發(fā)生在距地面9～10公里的大氣。（3）當(dāng)波長(zhǎng)大于1微米時(shí)，瑞利散射基本上可以忽略不計(jì)。紅外線、微波可以不考慮瑞利散射的影響，對(duì)可見(jiàn)光來(lái)說(shuō)，由于波長(zhǎng)較短，瑞利散射影響較大。

顏色紅橙黃黃綠青蘭紫紫外線波長(zhǎng)0.70.620.570.530.470.40.3散射率11.62.23.34.95.430.0MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!大氣窗口概念：由于大氣層的反射、散射和吸收作用，使得太陽(yáng)輻射的各波段受到衰減的作用輕重不同，因而各波段的透射率也各不相同。我們就把受到大氣衰減作用較輕、透射率較高的波段叫大氣窗口。可見(jiàn)光中紅外遠(yuǎn)紅外近紅外透過(guò)率(%)MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!大氣校正概念：為消除由大氣的吸收、散射等引起失真的輻射校正，稱(chēng)作大氣校正。大氣對(duì)遙感圖像的影響與波長(zhǎng)、時(shí)間、地點(diǎn)、大氣條件、大氣厚度、太陽(yáng)高度角等因素有關(guān)。按照校正的過(guò)程，可以分為間接大氣校正方法和直接大氣校正方法。直接大氣校正是指根據(jù)大氣狀況對(duì)遙感圖像測(cè)量值進(jìn)行調(diào)整，以消除大氣影響。間接大氣校正指對(duì)一些遙感常用函數(shù)，如NDVI進(jìn)行重新定義，形成新的函數(shù)形式，以減少對(duì)大氣的依賴(lài)MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!地物波譜：地物的電磁波響應(yīng)特性隨電磁波長(zhǎng)改變而變化的規(guī)律，稱(chēng)為地表物體波譜，簡(jiǎn)稱(chēng)地物波譜。地物波譜特性是電磁輻射與地物相互作用的一種表現(xiàn)。地物波譜的作用：不同類(lèi)型的地物，其電磁波響應(yīng)的特性不同，因此地物波譜特征是遙感識(shí)別地物的基礎(chǔ)。

地物波譜的特性地物波譜MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!可見(jiàn)光和近紅外波段地物波譜特征——地物反射波譜特征太陽(yáng)輻射到達(dá)地表后，一部分反射，一部分吸收，一部分透射，即：到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量。一般而言，絕大多數(shù)物體對(duì)可見(jiàn)光都不具備透射能力，而有些物體如水，對(duì)一定波長(zhǎng)的電磁波則透射能力較強(qiáng)，特別是0.45~0.56μm的藍(lán)綠光波段。一般水體的透射深度可達(dá)10～20m，清澈水體可達(dá)100m的深度。地表反射的太陽(yáng)輻射成為遙感記錄的主要輻射能量。

地物反射MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!（2）漫反射：發(fā)生在非常粗糙的表面上的一種反射現(xiàn)象。不論入射方向如何，其反射出來(lái)的能量在各個(gè)方向是一致的。即當(dāng)入射輻照度I一定時(shí)，從任何角度觀察反射面，其反射輻照亮度是一個(gè)常數(shù)，這種反射面又叫朗伯面。（3）實(shí)際物體反射：介于鏡面和朗伯面（漫反射）之間的一種反射。自然界種絕大多數(shù)地物的反射都屬于這種類(lèi)型的反射，又叫非朗伯面反射。對(duì)太陽(yáng)短波輻射的反射具有各向異性，即實(shí)際物體面在有入射波時(shí)各個(gè)方向都有反射能量，但大小不同。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!反射率的概念反射率（ρ）：地物的反射能量與入射總能量的比，即ρ=(Pρ/P0)×100%地物在不同波段的反射率是不同的。反射率是可以測(cè)定的。反射率也與地物的表面顏色、粗糙度和濕度等有關(guān)。地物在不同波段的反射率是不同的，利用地物反射率的差別，可以判斷地物的屬性。

MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!植被土壤水體巖石常見(jiàn)地物的光譜曲線MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!影響植被波譜特征的主要因素植物類(lèi)型植物生長(zhǎng)季節(jié)病蟲(chóng)害影響等植被波譜特征大同小異，根據(jù)這些差異可以區(qū)分植被類(lèi)型、生長(zhǎng)狀態(tài)等。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!土壤光譜曲線自然狀態(tài)下土壤表面的反射曲線呈比較平滑的特征，沒(méi)有明顯的反射峰和吸收谷。在干燥條件下，土壤的波譜特征主要與成土礦物（原生礦物和次生礦物）和土壤有機(jī)質(zhì)有關(guān)。土壤含水量增加，土壤的反射率就會(huì)下降，在水的各個(gè)吸收帶（1.4um、1.9um、2.7um處附近區(qū)間），反射率的下降尤為明顯。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!地物波譜曲線的作用物體波譜曲線形態(tài)，反映出該地物類(lèi)型在不同波段的反射率，通過(guò)測(cè)量該地物類(lèi)型在不同波段的反射率，并以此與遙感傳感器所獲得的數(shù)據(jù)相對(duì)照，可以識(shí)別遙感影像中的同類(lèi)地物。應(yīng)用地物波譜特征需要注意的問(wèn)題絕大部分地物的波譜值具有一定的變幅，它們的波譜特征不是一條曲線，而是具有一定寬度的曲帶。地物存在“同物異譜”和“異物同譜”現(xiàn)象?！巴锂愖V”是指兩個(gè)相同類(lèi)型的個(gè)體地物，在某個(gè)波段上波譜特征不同；“異物同譜”是指不同類(lèi)型的地物具有相同的波譜特征。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!物質(zhì)典型平均比輻射率8～14μm物質(zhì)典型平均比輻射率8～14μm清水0.98～0.99干礦物質(zhì)土0.92～0.94濕雪0.98～0.99水泥混凝土0.92～0.94人的皮膚0.97～0.99油漆0.90～0.96粗冰0.97～0.98干植被0.88～0.94健康綠色植被0.96～0.99干雪0.85～0.90濕土0.95～0.98花崗巖0.83～0.87瀝青混凝土0.94～0.97玻璃0.77～0.81磚0.93～0.94粗鐵片0.63～0.70木0.93～0.94光滑金屬0.16～0.21玄武巖0.92～0.96鋁箔0.03～0.07亮金0.02～0.03

常見(jiàn)地物的發(fā)射率（趙英時(shí)，2003）

backMRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!透射作用太陽(yáng)輻射到達(dá)地面時(shí)，能穿透地面一定深度，這種現(xiàn)象叫透射。自然界絕大多數(shù)地物對(duì)可見(jiàn)光沒(méi)有透射能力。紅外線只對(duì)具有半導(dǎo)體特性的地物，才有一定的透射能力。微波對(duì)地物具有明顯的透射能力，其透射深度由入射微波的波長(zhǎng)決定。水體對(duì)可見(jiàn)光波段的電磁波透射能力較強(qiáng)。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!波粒二象性的程度與電磁波的波長(zhǎng)有關(guān)：波長(zhǎng)愈短，輻射的粒子性愈明顯；波長(zhǎng)愈長(zhǎng)，輻射的波動(dòng)特性愈明顯。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!電磁波的來(lái)源MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!各電磁波段主要特性紫外線：波長(zhǎng)范圍為0.01～0.38μm，太陽(yáng)光譜中，只有0.3～0.38μm波長(zhǎng)的光到達(dá)地面，對(duì)油污染敏感，但探測(cè)高度在2000m以下?？梢?jiàn)光：波長(zhǎng)范圍：0.38～0.76μm，人眼對(duì)可見(jiàn)光有敏銳的感覺(jué)，是遙感技術(shù)應(yīng)用中的重要波段。紅外線：波長(zhǎng)范圍為0.76～1000μm，根據(jù)性質(zhì)分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外和超遠(yuǎn)紅外。微波：波長(zhǎng)范圍為1mm～1m，穿透性好，不受云霧的影響。無(wú)線電波：波長(zhǎng)范圍10-3～104m之間，主要用于廣播、通信等方面。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!§2輻射基本定律黑體輻射普朗克輻射(Planck)定律斯特潘-玻耳茲曼(Stefan-Boltzmann)定律基爾霍夫（Kirchhoff)輻射定律維恩(Wien)位移定律MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!黑體輻射黑體是絕對(duì)黑體的簡(jiǎn)稱(chēng)，指在任何溫度下，對(duì)各種波長(zhǎng)的電磁輻射的吸收系數(shù)恒等于1（100%）的物體。黑體的熱輻射稱(chēng)為黑體輻射。黑體模型MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!黑體輻射定律

普朗克定律黑體輻射的能量是由溫度決定的MaxPlanck(1858–1947)NobelPrize1918黑體溫度越高，輻射最大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)越短620K380K黑色的煤煙，吸收系數(shù)接近99％，接近絕對(duì)黑體MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!黑體輻射的三個(gè)特性

輻射通量密度隨波長(zhǎng)連續(xù)變化，每條曲線只有一個(gè)最大值。溫度越高，輻射通量密度越大，不同溫度的曲線不同。隨著溫度的升高，輻射最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!地物的發(fā)射率和基爾霍夫定律發(fā)射率(Emissivity)：地物的輻射出射度（單位面積上發(fā)出的輻射總通量）W與同溫下的黑體輻射出射度W黑的比值。它也是遙感探測(cè)的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)。影響地物發(fā)射率的因素：

地物的性質(zhì)、表面狀況、溫度（比熱、熱慣量）：比熱大、熱慣量大，以及具有保溫作用的地物，一般發(fā)射率大，反之發(fā)射率就小。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!基爾霍夫定律：在一定溫度下，地物單位面積上的輻射通量W和吸收率之比，對(duì)于任何物體都是一個(gè)常數(shù)，并等于該溫度下同面積黑體輻射通量W黑。在給定的溫度下，物體的發(fā)射率=吸收率（同一波段）；吸收率越大，發(fā)射率也越大。地物的熱輻射強(qiáng)度與溫度的四次方成正比，所以，地物微小的溫度差異就會(huì)引起紅外輻射能量的明顯變化。這種特征構(gòu)成了紅外遙感的理論基礎(chǔ)。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!§3太陽(yáng)輻射在大氣上界測(cè)得的太陽(yáng)輻射光譜曲線為平滑的連續(xù)的光譜曲線，它近似于6000K的黑體輻射曲線。

太陽(yáng)輻射光譜及大氣的作用

MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁(yè)!太陽(yáng)光譜曲線太陽(yáng)光譜相當(dāng)于6000K的黑體輻射；太陽(yáng)輻射的能量主要集中在可見(jiàn)光，其中0.38～0.76μm的可見(jiàn)光能量占太陽(yáng)輻射總能量的46%，最大輻射強(qiáng)度位于波長(zhǎng)0.47μm左右；到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射主要集中在0.3～3.0μm波段，包括近紫外、可見(jiàn)光、近紅外和中紅外；經(jīng)過(guò)大氣層的太陽(yáng)輻射有很大的衰減；各波段的衰減是不均衡的。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁(yè)!大氣結(jié)構(gòu)從地面到大氣上界，大氣的結(jié)構(gòu)分層為：對(duì)流層：高度在7～12km,溫度隨高度而降低，天氣變化頻繁，航空遙感主要在該層內(nèi)。平流層：高度在12～50km，底部為同溫層（航空遙感活動(dòng)層），同溫層以上，溫度由于臭氧層對(duì)紫外線的強(qiáng)吸收而逐漸升高。中間層：高度在50～80km，溫度隨高度增加而降低電離層：高度在50～1000km，大氣中的O2、N2受紫外線照射而電離，對(duì)遙感波段是透明的，是陸地衛(wèi)星活動(dòng)空間。大氣外層：800～35000km,空氣極稀薄，對(duì)衛(wèi)星基本上沒(méi)有影響。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁(yè)!太陽(yáng)輻射的衰減過(guò)程30%被云層反射回；17%被大氣吸收；22%被大氣散射；31%到達(dá)地面。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁(yè)!大氣的吸收作用大氣的吸收作用：大氣中的各種成分對(duì)太陽(yáng)輻射有選擇性吸收，形成太陽(yáng)輻射的大氣吸收帶。O2吸收帶<0.2μm，0.155μm最強(qiáng)O3吸收帶0.2～0.36μm，0.6μmH2O吸收帶0.5～0.9μm,0.95～2.85μm，6.25μmCO2吸收帶1.35～2.85μm,2.7μm,4.3μm,14.5μm塵埃吸收量很小氧氣：小于0.2

μm；0.155為峰值。高空遙感很少使用紫外波段的原因。臭氧：數(shù)量極少，但吸收很強(qiáng)。兩個(gè)吸收帶；對(duì)航空遙感影響不大。水：吸收太陽(yáng)輻射能量最強(qiáng)的介質(zhì)。到處都是吸收帶。主要的吸收帶處在紅外和可見(jiàn)光的紅光部分。因此，水對(duì)紅外遙感有極大的影響。二氧化碳：量少；吸收作用主要在紅外區(qū)內(nèi)。可以忽略不計(jì)。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁(yè)!大氣的散射作用不同于吸收作用，只改變傳播方向，不能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。散射主要發(fā)生在可見(jiàn)光區(qū)。對(duì)遙感圖像來(lái)說(shuō)，降低了傳感器接收數(shù)據(jù)的質(zhì)量，造成圖像模糊不清。大氣的散射是太陽(yáng)輻射衰減的主要原因。大氣發(fā)生的散射主要有三種：瑞利散射：d<<λ米氏散射：d≈λ非選擇性散射：d>>λMRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁(yè)!米氏散射：大氣中的氣溶膠顆粒，云滴，雨云滴等的直徑與入射光的波長(zhǎng)可以比擬或大于入射光的波長(zhǎng)時(shí)發(fā)生的散射。米氏散射的特征：（1）米氏散射影響的波長(zhǎng)范圍包括可見(jiàn)光和近紅外，紅外。（2）米氏散射主要發(fā)生在近地面0～5km的大氣中。

非選擇散射：大氣粒子的直徑比波長(zhǎng)大得多時(shí)發(fā)生的散射，散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，在符合無(wú)選擇散射的條件的波段中，任何波長(zhǎng)的散射強(qiáng)度相同。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁(yè)!主要大氣窗口與遙感應(yīng)用

大氣窗口波段透射率/%應(yīng)用舉例紫外、可見(jiàn)光、近紅外0．3～1.3μm大于90TM1-4、SPOT的HRV近紅外1.5～1.8μm80TM5近－中紅外2.0～3.5μm80TM7中紅外3.5～5.5μm—NOAA的AVHRR遠(yuǎn)紅外（熱紅外）8～14μm60～70TM6微波0.8～2.5cm100RadarsatMRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁(yè)!§5太陽(yáng)輻射與地面的相互作用反射作用反射率的概念反射光譜曲線常見(jiàn)地物的光譜曲線吸收作用透射作用MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁(yè)!不同電磁波段中地物波譜特性可見(jiàn)光和近紅外波段：主要表現(xiàn)地物反射作用和地物的吸收作用。（樹(shù)葉蒼翠欲滴、水下溫度）熱紅外波段：主要表現(xiàn)地物熱輻射作用。（熱紅外靈敏遙感器夜間成像河流為亮色條帶，但熱紅外白天成像河流為暗色條帶）微波波段：主動(dòng)遙感利用地物后向散射；被動(dòng)遙感利用地物微波輻射。

MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁(yè)!地物的反射類(lèi)型：根據(jù)地表目標(biāo)物體表面性質(zhì)的不同，物體反射大體上可以分為3種類(lèi)型，即鏡面反射、漫反射、實(shí)際物體的反射（1）鏡面反射：發(fā)生在光滑物體表面的一種反射。物體的反射滿(mǎn)足反射定律，反射波和入射波在同一平面內(nèi)，入射角等于反射角。只有在反射波射出的方向才能探測(cè)到電磁波。

例子：水面是近似的鏡面反射，在遙感圖像上水面有時(shí)很亮，有時(shí)很暗，就是這個(gè)原因造成的。物體表面性質(zhì)對(duì)反射的影響MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁(yè)!遙感圖像上記錄的輻射亮度，既與輻射入射方位角和天頂角有關(guān)，也與反射方向的方位角和天頂角有關(guān)。由于鏡面反射會(huì)造成太陽(yáng)光直接進(jìn)入遙感器，在成像時(shí)間選擇上，應(yīng)避免中午成像，防止形成鏡面反射。否則水體會(huì)形成非常亮的耀斑，周?chē)匚锏姆瓷湫畔⒂惺艿礁蓴_和削弱。了解物體表面性質(zhì)對(duì)反射影響的意義MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁(yè)!反射光譜曲線地物反射率隨波長(zhǎng)是變化的，我們以波長(zhǎng)作為橫坐標(biāo)，反射率作為縱坐標(biāo)，將地物反射率隨波長(zhǎng)的變化繪制成曲線，即地物的反射率隨波長(zhǎng)變化的曲線，叫地物的反射光譜曲線。不同地物的該曲線是不同的。MRSIC2遙感電磁輻射基礎(chǔ)共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁(yè)!植被光譜曲線在0.45um附近（藍(lán)色波段）有一個(gè)吸收谷；在0.55um附近（綠色波段）有一個(gè)反射峰；在0.67um附近（紅色波段）