地球科学概论课件内容摘要.doc

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1、地球科学概论课件内容摘要（第三部分：遥感、地理信息系统与全球导航卫星系统技术概论）第一讲遥感原理一、遥感概述狭义的遥感：遥感是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的科学及综合性探测技术。广义的遥感：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测（实际工作中，重力、磁力、声波、地震波等的探测为物理探测的范畴。因而，只有电磁波探测属于遥感的范畴。二、遥感技术系统（一）遥感过程的要素1、能量来源：电磁能量2、辐射与大气3、与目标的作用4、用传感

2、器记录电磁辐射5、传输、接收和处理6、解释和分析7、应用（二）遥感技术系统的组成传感器、平台、地面接收站（三）传感器及遥感平台1、传感器概念：接收从目标中反射或发射来的电磁波的装置。（如照相机、扫描仪）2、遥感中使用的传感器类型：（1）成像传感器（摄影传感器，扫描成像传感器，雷达成像传感器）（2）非成像传感器3、遥感平台：搭载遥感传感器的载体（如地面三角架、遥感车、气球、航天飞机、人造地球卫星等）4、遥感平台的分类按高度分：近地平台（地基）航空平台（空基）航天平台（天基）（四）遥感卫星地面站1、是复杂的高技术系统。2、其任务是：接收、处理

3、、存档和分发各类遥感卫星数据，并进行卫星接收方式、数据处理方法和相关技术的研究，3、其生产运行系统包括接收站、数据处理中心和光学处理中心（五）遥感的分类1、按工作平台：地面遥感、航空遥感、航天遥感2、按电磁波工作波段：紫外遥感：0.05-0.38μm可见光遥感：0.38-0.76μm此三者为光学遥感红外遥感：0.76-1000μm微波遥感：1mm-10m3、按传感器工作原理：主动遥感：传感器从传感平台主动发射出能源，然后接受目标反射或辐射回来的电磁波。被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅接受目标地物反射及辐射外部能源的电磁波，如对太阳辐

4、射的反射和地球辐射。4、按获取方式：成像遥感：将目标电磁辐射转换成可以显示的图像的遥感数据。非成像遥感：目标电磁辐射数据输出或记录载磁带上而不产生图像。5、按波段宽度和连续性宽波段遥感（常规遥感）：波段宽度一般大于100nm，且波段不连续；高光谱遥感：利用很多狭窄的电磁波波段（波段宽度通常小于10nm）产生光谱连续的图像数据。二、遥感电磁辐射基础（一）电磁波谱和黑体辐射1、电磁波谱：按照电磁波在真空中传播的波长或频率排列成一个连续谱带。<10-6μmγ射线；10-6—10-3μmX射线；10-3—0.38μm紫外线0.38—0.76μm可

5、见光0.38—0.43μm紫0.43—0.47μm蓝0.47—0.50μm青0.50—0.56μm绿0.56—0.59μm黄0.59—0.62μm橙0.62—0.76μm红0.76—1000μm红外波段0.76—3μm近红外，短波红外3—6μm中红外6—15μm远红外，热红外15—1000μm超远红外1mm—1m微波1m以上无线电波1—10m超短波10—3000m短波和中波3000m以上长波2、黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则该物体是绝对黑体。吸收率为1，反射率为0，达到最大的吸收和最大的发射。与温度和波长无关。是理

6、想状态，无法达到。3、实际物体的辐射实际物体在相同温度下，辐射出射度（辐射通量密度）比绝对黑体的要低。4、地物光谱发射率（比辐射率）地物发射某一波长的辐射出射度与同温下黑体在同一波长上的辐射出射度之比，称地物光谱发射率。发射率介于0和1之间，越接近1，地物越接近黑体。5、韦恩位移定律当绝对黑体温度升高时，单色辐射出射度最大值对应的波长λ向短波方向移动。且最强辐射的波长与黑体绝对温度成反比关系，可据最强辐射的波长推算物体温度。（二）太阳辐射和地球辐射1、太阳辐射和地球辐射的分段性太阳辐射：接近于6000K的黑体辐射，最大辐射对应波长0.47

7、μm。主要集中于0.3-2.5μm等波长较短的紫外、可见光和近红外区域。地球辐射：接近于300K的黑体辐射，最大辐射对应波长9.66μm。其自身发出的辐射主要集中于波长较长的部分，即6μm以上的热红外区域。在紫外、可见光与近红外波段发出的辐射主要是反射太阳的辐射。在2.5—6μm的中红外波段，地球对太阳辐射的反射和地表物体自身的热辐射均不能忽略。（三）大气及其对太阳辐射的影响1、大气对太阳辐射的影响作用折射、反射、吸收、散射、透射2、大气吸收当太阳辐射到达地面时，形成了电磁波的某些吸收带3、大气散射由于粒子的散射作用使电磁波在原传播方向上

8、的辐射强度减弱，增加了向其他各方向的辐射。4、大气窗口电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的透过率较高的波段。（折射不改变太阳辐射的强度，主要是反射、吸收和散射共同影响衰减了辐射强度，剩余