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1、遥感应用原理与技术讲稿遥感原理y第1页，此课件共73页哦本章提要1、电磁波与电磁波谱2、地物的光谱特性3、地球大气及其传输特性4、典型地物的光谱曲线第2页，此课件共73页哦2.1电磁波原理2.1.12.1.1电磁波的性质：电磁波的性质：交互变化的电磁场在空间的传播。交互变化的电磁场在空间的传播。第3页，此课件共73页哦2.1电磁波与电磁波谱2.1.1电磁波的性质n电磁波（electromagnetic wave)：在真空或物质中通过电磁场的振动而传输电磁能量的波。光波、热辐射、微波、无线电波等都是由振源发出的电磁振荡在空间的传播。n电磁波是通过电场和磁场之间相互联系传播的。根据麦克斯韦电磁场理
2、论，空间任何一处只要存在着场，也就存在着能量，变化着的电场能够在它的周围激起磁场，而变化的磁场又会在它的周围感应出变化的电场。这样，交变的电场和磁场是相互激发并向外传播，闭合的电力线和磁力线就象链条一样，一个接一个地套连着，在空间传播开来，形成了电磁波。第4页，此课件共73页哦2.1电磁波与电磁波谱2.1.12.1.1电磁波的性质电磁波的性质电磁波的传输可以从麦克斯韦方程式中推导出。1864年，J.C.Maxwell提出电磁场的基础方程：rotE=-B/t rotH=-D/t+I div D=div B=0 E电场，H磁场，D电通密度，B磁通密度，电荷密度，i电流密度，t时间。第5页，此课件共
3、73页哦2.1电磁波与电磁波谱2.1.1电磁波的性质电磁波具有波动性和粒子性两种性质。（1）波动性电磁波是一种伴随电场和磁场的横波，电场和磁场的振动方向是相互垂直的，且垂直于波的传播方向。电磁波的波长（wavelength)和频率（frequency)及速度v有如下关系：v 电磁波在真空中以光速c(=2.998108msec）传播，在大气中以接近于真空中光速的速度传播。频率是一秒钟内传播的波的次数，用赫兹（Hz）作单位。第6页，此课件共73页哦2.1电磁波与电磁波谱2.1.1电磁波的性质光的波动性形成了光的干涉、衍射、偏振等现象。A 干涉：干涉现象的基本原理是波的叠加原理。一列波在空间传播时，
4、在空间的每一点都引起振动，当两列波在同一空间传播时，空间各点的振动就是各列波单独在该点产生振动的叠加合成。第7页，此课件共73页哦2.1电磁波与电磁波谱2.1.1电磁波的性质B 衍射：光线偏离直线路径的现象称为光的衍射。夫朗和费衍射装置的单缝衍射实验，可以观察到衍射现象。在入射光垂直于单缝平面时的单缝衍射图样中，可以看到中央有特别明亮的亮纹，两侧对称地排列着一些强度较小的亮纹。第8页，此课件共73页哦2.1电磁波与电磁波谱2.1.1电磁波的性质C 偏振：电磁波是横波，由两个相互垂直的振动矢量即电场强度E和磁场强度H来表征。而E和H都与电磁波的传播方向相垂直，光是电磁波的特例。在光波中，产生感光
5、作用和生理作用的是电场强度E，因此，将E称为光矢量，E的振动称为光振动。如果光矢量E在一个固定平面内只沿一个固定方向作振动，则这种光称为偏振光，和振动方向相垂直且包含传播方向的面称偏振面。偏振在微波技术中被 称为“极化”第9页，此课件共73页哦2.1电磁波与电磁波谱2.1.1电磁波的性质（2）粒子性粒子性是指电磁波是由密集的光子微粒组成的，电磁辐射实际上是光子微粒流的有规则运动，波是光子微粒流的宏观统计平均状态，而粒子是波的微观量子化。电磁辐射在传播过程中，主要表现为波动电磁辐射在传播过程中，主要表现为波动性；当电磁辐射与物质相互作用时，主要表现为粒子性性；当电磁辐射与物质相互作用时，主要表现
6、为粒子性，这就是波波粒二象性粒二象性。当把电磁波作为粒子对待时，又叫光子（photo)或光量子，其能量E 由下式给出：E=h 式中h 为普朗克常量，为振动次数（频率）第10页，此课件共73页哦2.1电磁波与电磁波谱2.1.1电磁波的性质 电磁波的四要素，即频率（或波长）、传播方向（transmission direction)、振幅（amplitude)及偏振面(plane of polarization）。振幅表示电场振动的强度，振幅的平方与电磁波具有的能量大小成正比。从目标物体中辐射的电磁波的能量叫辐射能。包含电场方向的平面叫偏振面，偏振面的方向一定的情况叫直线偏振。第11页，此课件共73
7、页哦2.1电磁波与电磁波谱第12页，此课件共73页哦2.1电磁波与电磁波谱2.1.2电磁波的产生 一切物质都会发射、吸收、透射和辐射电磁波，不同性质、结构的物质会产生不同波长的电磁波。电磁波波长尤其与物质的原子能级、分子能级和固体能带直接有关。1、原子光谱 原子中核外电子的排布遵循最低能量原理，一般电子处于最低能级，称为基态，当外界供应能量，使电子跃迁到高能级位置，即处于激发态，但激发态极不稳定，大约只有10-8秒就要跳回基态，从激发态跃迁至基态就会发出光子而发光。第13页，此课件共73页哦2.1电磁波与电磁波谱2、分子光谱 分子是由一个以上的原子结合成稳定的最小实体，在分子中原子与原子之间靠
8、化学键结合，因此分子内部的电子运动比原子内部的电子运动复杂得多，除了电子跃迁外，还有分子内原子的振动与整个分子的转动。第14页，此课件共73页哦2.1电磁波与电磁波谱3、晶体光谱 在晶体中原子按着一定的规则聚集在一起，在三维空间中形成各种晶格，晶格在三维空间中周期性地重复排列，形成晶体，晶体种类达14种。晶体中的吸收与发射光谱远比原子与分子复杂，产生的是连续光谱，其光谱范围大约在红外区3-30m。第15页，此课件共73页哦2.1电磁波与电磁波谱2.1.32.1.3电磁波谱电磁波谱 实验证明，射线、射线、紫外线（Ultaviolet=UV）、可见光（visible light）、红外线（infr
9、ared=IR）、微波、无线电波等都是电磁波，只是波源不同，波长（频率）也各不相同。将各种电磁波在真空中的波长（频率）按其长短，依次排列制成的图表叫做电磁波谱。波长越短，电磁波的粒子性越强，直线性、指向性也越强。红外线的各波段的名称及其波长范围以及微波（microwave）的波长范围根据使用者的需要而有所不同，不是固定的。这里只是表示在遥感中一般所使用的名称和波长范围。第16页，此课件共73页哦2.1电磁波与电磁波谱2.1.32.1.3电磁波谱电磁波谱第17页，此课件共73页哦2.1电磁波与电磁波谱遥感中常用的各光谱段的主要特征如下：n紫外线紫外线：0.010.4m，太阳辐射含有紫外线，通过大
10、气层时，波长小于0.3m的紫外线几乎都被吸收，只有0.30.4m波长的紫外线部分能够穿过大气层，且能量很小。主要用于探测碳酸盐岩的分布。碳酸盐岩在0.4m以下的短波区域对紫外线的反射比其它类型的岩石强。也用于油污染的监测。因为水面漂浮的油膜比周围水面反射的紫外线要强烈。由于大气层中臭氧对紫外线的强烈吸收和散射作用，通常探测高度在2000米以下。第18页，此课件共73页哦2.1电磁波与电磁波谱可见光：可见光：是遥感中最常用的波段。尽管大气对它也有一定的吸收和散射作用，它仍是遥感成像所使用的主要波段之一。在此波段大部分地物都具有良好的亮度反差特性，不同地物在此波段的图象易于区分。第19页，此课件共
11、73页哦2.1电磁波与电磁波谱红外红外：0.761000m。划分为：近红外（0.763.0m）、中红外（3.06.0m）、远红外（6.015.0m）和超远红外（151000m）。近红外与可见光相似，又称光红外。中红外、远红外和超远红外是产生热感的原因，所以称为热红外。物体在常温范围内发射红外线的波长多在340m之间，而15m以上的超远红外易被大气和水分子吸收。在遥感中主要利用315m波段，更多的是利用35m和814m。红外遥感是采用热感应方式探测地物本身的辐射（如热污染、火山、森林火灾等），所以不仅白天可以进行，夜间也可进行，能进行全天时遥感。第20页，此课件共73页哦2.1电磁波与电磁波谱微
12、波微波:1mm1m。分为：毫米波、厘米波和分米波。微波辐射和红外辐射都具有热辐射性质。由于微波的波长比可见光、红外线要长，能穿透云、雾而不受天气影响，所以能进行全天时全天候的遥感探测。微波遥感可以采用主动或被动方式成像，另外，微波对某些物质具有一定的穿透能力，能直接透过植被、冰雪、土壤等表层覆盖物。第21页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性地物的光谱特性是遥感技术的重要理论依据，因为它既为传感器工作波段的选择提供依据，又是遥感数据正确分析和判读的理论基础，同时也作为利用计算机进行数字图像处理和分类时的参考标准。时间特性主要是反映在不同时期被测地物光谱特性的变化。而地物间空间特性的明显差异，
13、主要是由被测地物的光谱特性差异所造成。第22页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性自然界任何地物都具有其自身的电磁辐射规律，如具有反射、吸收外来的紫外线、可见光、红外线和微波的某些特性；它们又都具有发射某些红外线、微波的特性，少数地物还具有透射电磁波的特性，这些特性称为地物的辐射特性。电磁波辐射到任何一个物体上均会产生三个分量，即反射、吸收和透射。三分量之和等于入射电磁波的总能量，但三分量各占多少则取决于物体的性质。衡量物体的反射、吸收和透射能力通常采用反射率、吸收率及透射率。第23页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性反射率：即指物体反射电磁波的能量与入射电磁波的总能量之比，以表示：=反
14、射能量/入射总能量透射率：它反映物体对外来电磁波的透射能力，定义为物体透射电磁波的能量与入射能量之比，以表示：=透射能量/入射总能量吸收率：=吸收能量/入射总能量 +=1 对于不透明的地物，=0，上式可写成：=1-第24页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性2.2.1地物的反射辐射（一）反射率和亮度系数 物体反射电磁波的性能通常用“反射率”或者“亮度系数”表示。n地物反射率的大小，与入射光的波长、入射角的大小以及地物表面颜色和粗糙度等有关。一般来说，反射入射光能力强的地物，反射率大，传感器记录的亮度值就大，在像片上呈现的色调就浅；反之则深。这些色调的差异是遥感图象目视解译的重要标志。n亮度系
15、数是指在相同光照条件下，物体的亮度值与标准反射面（常为硫酸钡板）的亮度值的比值，常用百分数表示。第25页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性2.2.1地物的反射辐射（二）镜面反射、漫反射与方向反射 镜面反射 漫反射方向反射第26页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性方向反射介于漫反射与镜面反射之间，它在各向都有反射但亮度L不是常数，而是在某个方向上的反射比其它方向强。从空间对地面观察时，对于平坦地区，并且地面物体均匀分布，可以看成漫反射；对于地形起伏和地面结构复杂的地区，为方向反射。第27页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性地物表面之所以产生这三种反射形式，主要与地物表面的光滑程度有关
16、。通过实验，通常把地物表面分为光滑和粗糙两大类。瑞利准则指出：如果两条光线入射到某地物的表面上，其反射光线的相位差小于/2弧度，则该表面被认为是光滑的。第28页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性2.2.1地物的反射辐射（三）地物的反射光谱曲线 地物的反射率随入射波长变化的规律，叫作反射光谱。按地物反射率与波长之间关系绘制曲线图（横坐标为波长值，纵坐标为反射率）称为地物反射光谱曲线。第29页，此课件共73页哦第30页，此课件共73页哦第31页，此课件共73页哦第32页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性从所给的地物反射光谱曲线可以看出：1、不同地物对太阳的电磁辐射具有不同的波谱反射曲线，若
17、测定了该地区内各种地物的波谱反射曲线，就有可能应用这些波谱曲线数据从遥感图像上识别该地区内的地物。2、同一类地物例如植被，它们的波谱曲线虽然形状相似，但在某些光谱段内它们的光谱反射率差别较大，利用这些差异，就有可能判别一些同类不同种的地物。3、同一种地物的波谱曲线，由于测试的时间、季节以及作物长势、湿度等各种因素的影响，也会产生较大的差异，因此在测量各种地物的波谱特性时，地面测量与空中遥感要在同一地区、同一时期内进行。第33页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性（四）影响地物反射率变化的因素 地物的光谱反射率与入射电磁波在各波段处的辐射通量及相应的发射通量有关，也就是与入射通量和地物本身性质
18、有关。而很多因素会引起入射通量及地物性质的变化，如太阳位置、传感器位置、地理位置、地形、季节、气候变化、地面湿度变化、地物本身的变异、大气形状等。第34页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性（1）太阳位置：太阳高度角和方位角n高度角不同，太阳辐射经大气层到达地物所经过的路径不同，传递过程中的变量损失与路径有关。n方位角不同，太阳光线在地物表面的入射角不同，也会引起地物反射能量的变化。第35页，此课件共73页哦（2）含水量第36页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性2.2.2地物的发射辐射 根据近代物理学的基本理论，任何物质的温度大于绝对零度时组成物质的原子、分子等微粒在不停地做热运动，都有
19、向周围空间辐射红外线和微波的能力。通常地物发射电磁辐射的能力是以发射率作为衡量标准。地物的发射率以黑体辐射为基准。第37页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性2.2.22.2.2地物的发射辐射地物的发射辐射（一）黑体辐射（一）黑体辐射 物体不断辐射具有能量和光谱分布的电磁波，而这种能量又依物体的反射率和温度而变化。由于这种辐射依赖于温度，因而叫做热辐射。由于热辐射因构成物体的物质及条件不同而变化。所以确定了以黑体（black body）为基准的热辐射的定量法则。第38页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性（一）黑体辐射（一）黑体辐射n黑体是指入射的全部电磁波被完全吸收，既无反射也没有透射的
20、物体。n根据基尔霍夫的辐射定律（kirchhoffs law of radiation），处于热力学平衡状态的物体所发射的能量与吸收的能量之比与物体本身无关，仅与波长和温度有关，所以，黑体是在一定温度下，比其它任何物体的辐射能量都要大的物体，也叫完全辐射体。黑体辐射（黑体辐射（black body radiationblack body radiation）是指黑体的热辐射，它是指黑体的热辐射，它是在一切方向上都均等的辐射。其辐射亮度是温度和波长的函数，是在一切方向上都均等的辐射。其辐射亮度是温度和波长的函数，用普朗克的辐射定律（用普朗克的辐射定律（planks law of radiatio
21、nplanks law of radiation）表示。表示。第39页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性2.2.22.2.2地物的发射辐射地物的发射辐射（二）一般地物的发射辐射 在遥感中，当观测热辐射的温度时，由于通常观测的物体不是黑体，所以必须使用发射率（emissity）进行修正。对于某一波长来说，发射率定义如下：发射率=观测物体的辐射能量与观测物体同温的黑体的辐射能量 发射率随物质的介电常数、表面的粗糙度、温度、波长、观测方向等条件变化，取0到1之间的值。第40页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性 根据发射本领的变化规律，把物体一般分为三种类型：（1）黑体（2）灰体（grey b
22、ody）：发射率与波长无关的物体（3）选择性辐射体：发射率依波长而变化的物体 第41页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性（1）一切物体只要它不是处在绝对零度，总是不断地发射辐射。（2）物体的温度愈高，发射出射度就愈大，而最大发射出射度的最大波长就愈向短波方向移动。（3）当温度一定时，每一种物体都有自己固定的发射率。同样的物体不同的温度其也是有差异的。第42页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性2.2.32.2.3地物的透射特性地物的透射特性 有些地物（如水和冰），具有透射一定波长的电磁波能力，通常把这些地物叫做透明地物。地物的透射能力一般用透射率表示。透射率就是入射光透射过地物的能量与入
23、射总能量的百分比，用表示。地物的透射率随着电磁波的波长和地物的性质而不同。例如水体对0.450.56m的蓝绿光波具有一定的透射能力，较浑浊水体的透射深度为12m，一般水体的透射深度可达1020m。又如，波长大于1mm的微波对冰体具有透射能力。第43页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性2.2.32.2.3地物的透射特性地物的透射特性 一般情况下，绝大多数地物对可见光都没有透射能力。红外线只对具有半导体特征的地物，才有一定的透射能力。微波对地物具有明显的透射能力，这种透射能力主要由入射波的波长而定。因此，在遥感技术中，可以根据它们的特性，选择适当的传感器来探测水下、冰下某些地物的信息。第44页
24、，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性2.2.42.2.4太阳电磁辐射太阳电磁辐射n太阳辐射是地球上生物、地球大气运动的能源，也是被动式遥感系统中主要的辐射源。n太阳送到地球的能量约估计为17.3 1016J/s。太阳可以被看作是近似5762K的黑体。太阳辐射主要集中在0.33.0m，最大辐射强度位于波长0.47m左右。由于太阳辐射总能量的46%集中在0.40.76m之间的可见光波段，所以太阳辐射一般称为短波辐射。第45页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性 太阳辐射以电磁波的形式，通过宇宙空间到达地球表面（约1.5108km），全程时间500秒。地球挡在太阳辐射的路径上，每天以半个球面承受
25、太阳辐射。在地球表面上各部分承受太阳辐射的强度是不相同的，当太阳至地球的距离处于平均距离（平均日地距离为1.495985108KM)时，太阳辐射到达地球大气的上界，辐射通量密度约为1.95W/cm2min，该数值称为太阳常数。第46页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性 一般来说，垂直于太阳辐射的地球单位面积上所受到的辐射能量与太阳地球距离的平方成反比。太阳常数不是恒定不变的，一年内约有7%的变动。太阳辐射先通过大气圈，然后到达地面。由于大气对太阳辐射有一定的吸收、散射和反射，所以投射在地表面上的太阳辐射强度比太阳常数少。第47页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性太阳辐射主要是由太阳大气
26、辐射所构成的。太阳大气可分为三个部分：光球太阳辐射主要是由太阳大气辐射所构成的。太阳大气可分为三个部分：光球层、色球层和日冕层。层、色球层和日冕层。n光球层光球层：光球层是太阳大气的内层，它是一个很薄的圈层，厚度约为300公里。该层是不透明的。太阳内部的辐射全部被光球层的太阳大气所吸收（即吸收率=1）。太阳辐射的光谱是连续光谱。该光谱是由光球层发射的。光球层的温度自下而上约为7500K至4300K。n色球层色球层：光球层以上直至70008000km高度是太阳大气的色球层。色球层的太阳大气是透明的，它的辐射是线状辐射。n日冕层日冕层：日冕层是太阳大气的最外层，它的形状多变，厚度也不相同，一般厚度
27、可达太阳直径的45倍。日冕层与光球层相似，也是连续光谱，但它的亮度仅为色球层的千分之一、光球层的百万分之一。第48页，此课件共73页哦2.2地物的光谱特性 综上所述，可认为可见光和红外波段的太阳辐射几乎全部来自光球层。1500埃以下的短波主要来自色球层和日冕层的高温辐射。无线电离子波由太阳色球层辐射，而米波则由日冕层辐射。太阳辐射在射出太阳大气后，已有部分的辐射能量被太阳大气（主要是氢和氦）吸收，使太阳辐射能量受到一部分损失。第49页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2.3.1地球大气 在太阳发射辐射、人工发射发射辐射和地物反射辐射的过程中，辐射都与地球大气发生相互作用，从而地球大气
28、对电磁辐射有很大的影响。第50页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2.3.1地球大气1、大气成分 第51页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2、大气结构地球大气层包围着地球，大气层没有一个确切的界限，它的厚度一般取1000公里。大气在垂直方向上可分为对流层、平流层、电离层、和大气外层。第52页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性第53页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2.3.2大气传输特性 太阳辐射进入地球之前必然通过大气层，太阳辐射与大气相互作用的结果，是使能量不断减弱。约有30%被云层和其它大气成分反射回宇宙空间；约有17%被大气吸收，约有22%被大
29、气散射；而仅有31%的太阳辐射到达地面。其中反射作用影响最大，由于云层的反射对电磁波的各波段均有强烈影响，造成对遥感信息接收的严重障碍。第54页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2.3.2大气传输特性第55页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2.3.2大气传输特性1、大气光学厚度 某一太阳高度角上的电磁波路程与垂直方向（地球法线方向）的路程之比。第56页，此课件共73页哦dhdh=dh/sin太阳高度与大气路程第57页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2.3.2大气传输特性太阳辐射通过大气层的主要变化是：nA 太阳辐射通过大气层后，总辐射能量有明显衰减，通过大气层
30、越厚，能量衰减越大。nB 太阳辐射在短波部分能量衰减比长波部分更大。nC 当大气光学厚度增加时，使最大辐射能量的波长向长波方向移动，这就是早晨和黄昏的太阳呈橙红色缘故。第58页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2.3.2大气传输特性2、大气的吸收作用 大气中有一些成分如水蒸气、二氧化碳、臭氧等，对电磁波谱中某些波长处的电磁波能量有或多或少的吸收。根据实验测定其主要的吸收带为：第59页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2.3.2大气传输特性2、大气的吸收作用n臭氧主要吸收0.3 m以下的紫外区的电磁波，另外9.6 m处有弱吸收，4.75 m和14m处的吸收更弱，已不明显。n二
31、氧化碳主要吸收带分别为2.602.80 m，其中吸收峰为2.70 m；4.104.45 m吸收峰在4.3 m处；9.1010.9 m吸收峰为10.0 m；12.917.1 m吸收峰为14.4 m，全在红外区。第60页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2.3.2大气传输特性2、大气的吸收作用n水蒸气主要吸收带在0.701.95 m间，最强处为1.38 m和1.87 m；2.53.0 m间，2.7 m处最强；4.88.7 m间，6.3 m处吸收最强；15 m1mm间的超远红外区，以及微波中0.164cm和1.348cm处。n此外，氧气对微波中0.253，0.5cm处也有吸收现象。另外像甲
32、烷、氧化氮，工业集中区附近的高浓度一氧化碳、氨气、硫化氢等都具有吸收电磁波的作用，但吸收率很低，所以可略而不计。第61页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2.3.2大气传输特性3、大气的散射作用n大气中各种成分对太阳辐射吸收的显著特点，是吸收带主要位于太阳辐射的紫外和红外区，而对可见光区基本上是透明的。但当大气中含有大量云、雾、小水滴时，由于大气散射使得可见光区也变成不透明了。n散射不同于吸收，它不会使大气中各质点把辐射能变成自身的内能，而是改变传播方向。n对遥感来说，散射作用使部分辐射能由于改变辐射方向，降低了传感器接受数据的质量，造成图像模糊。n大气散射集中于太阳辐射能量较强的可
33、见光区，因此，大气对太阳辐射的散射是太阳辐射能衰减的主要原因。第62页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2.3.3大气窗口 大气层的反射、吸收和散射作用，削弱了大气层对太阳辐射的透明度。通常我们把太阳辐射通过大气层未被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段范围，称为大气窗口。第63页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2.3.3大气窗口0.3-1.3m 这个窗口包括紫外（0.3-0.38m）、可见光全部（0.40-0.76m）和部分近红外波段（0.76-1.3m），属于地物的反射光谱。这个窗口对电磁波的透射率达90%以上。在日照条件好的情况下，可以采用摄影方式成像，也可以用扫描
34、方式成像。目前胶卷感光条件最好的是在0.32-1.3m范围，超出这个范围则不能采用摄影方式的传感器。第64页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2.3.3大气窗口1.3-2.5m 这个窗口位于近红外波段的中段，属于地物反射光谱，但不能用胶片摄影，仅能用光谱仪和扫描仪来记录地物的电磁波信息。该窗口又可分为1.5-1.75m和2.1-2.4m等两个窗口，它们的透射率都近80%。目前近红外窗口应用不多，但在某些波段对区分蚀变岩石有较好的效果。因此在遥感地质应用方面很有潜力。例如，陆地卫星4、5号的专题制图仪就设置有1.55-1.75m和2.08-2.35m两个波段。第65页，此课件共73页哦
35、2.3地球大气及其传输特性2.3.3大气窗口3.5-5.5m 这个波段属于中红外波段。通过这个窗口的可以是地物反射光谱，也可以是地物发射光谱，属于混合光谱范围。中红外窗口应用很少，目前只能用扫描方式。8-14m 这个窗口属于远红外波段，是热辐射光谱。在这个波段范围内由于臭氧、水汽及二氧化碳的影响，使窗口的透射率约为6070%。由于这个窗口是地物在常温下热辐射能量最集中的波段，所以对遥感地质有用。目前主要是利用扫描仪和热辐射计来获得地物发射的电磁波信息。第66页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2.3.3大气窗口0.05-300cm 这个窗口是微波窗口，属于发射光谱范围。这个窗口不受大气干扰，是完全透明的，透射率可达100%，是全天候的遥感波段。第67页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性2.3.4辐射传输方程 传感器从高空探测地面物体时，所接收到的电磁波能量包括：1、太阳经大气衰减后照射地面，经地物发射后，又经大气第二次衰减进入传感器的能量；2、地面物体本身辐射的能量经大气后进入传感器；3、大气散射和辐射的能量等。第68页，此课件共73页哦2.3地球大气及其传输特性第69页，此课件共73页哦植物的光谱曲线第70页，此课件共73页哦土壤的光谱曲线第71页，此课件共73页哦水体的光谱曲线第72页，此课件共73页哦岩石的光谱曲线第73页，此课件共73页哦