遥感技术与应用遥感电磁辐射基础ppt课件.ppt

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1、2.2太阳辐射和地球辐射1.太阳光谱：太阳是太阳系的中心天体，在太阳系空间，布满了从太阳发射的电磁波的全波辐射及粒子流，地球上的能量主要来自太阳。太阳光谱是连续的，且辐射特性与绝对黑体辐射特性近似；能量各波段所占比例不同，近紫外、可见光、近红外和中红外部分约占太阳总辐射的84.62%；X射线、射线、远紫外及微波波段的总能量不到1%。地表接受的太阳辐射曲线与大气外的曲线不同，差异主要由大气引起。太阳辐照度分布曲线12.2太阳辐射和地球辐射2地球辐射地表自身热辐射地球辐射与相应的黑体辐射的关系：地球辐射接近于300K黑体辐射，但由于大气影响（主要是吸收），实

2、际的辐射曲线为不平滑的折线。22.2太阳辐射和地球辐射3太阳辐射和地球辐射的分段性：太阳辐射接近于温度为6000K的黑体辐射，最大辐射的对应波长为0.48m，地球辐射接近于温度为300K的黑体辐射，最大辐射的对应波长为9.66m，二者相差较远；太阳辐射主要集中于波长较短的部分，从紫外、可见光到近红外区域，即0.3-2.5m，在这一波段地球的辐射主要是反射太阳的辐射。地球自身发出的辐射主要集中在波长较长的部分，即6m以上的热红外区段。在2.5-6m的中红外波段，地球对太阳辐照的反射和地表物体自身的热辐射均不能忽略32.3大气及其对电磁辐射的影响用于

3、对地遥感的主要的电磁辐射源：太阳：两次穿过大气地球：一次其他人工辐射源：微波、激光雷达（0.7-1.5um）42.3大气及其对电磁辐射的影响大气分层：对流层、平流层、电离层、外大气层5大气组成：两类：分子和其他微粒：分子:氮和氧占99%，臭氧、二氧化碳、水分子及其它（N2O,CH4,NH3等）约占1%；颗粒：烟、尘埃、雾、小水滴和气溶胶。气溶胶是一种固体、液体的悬浮物，直径0.01-30m大气对电磁辐射的影响作用：折射、反射、吸收、散射、透射。（自身辐射）6大气折射（Refraction）电磁波穿过大气层时，会产生传播方向改变，即折射现象。大气密度越大，

4、折射率越大；离地面高度越大，空气越稀薄，折射率越小。地面接收的电磁波方向与实际太阳辐射方向偏离了一个角度，称为折射值。7大气的反射主要发生在云层顶部，取决于云量和云雾，且波段不同大气影响不同，削弱了电磁波强度8大气吸收(atmosphericabsorption)地球大气选择性地吸收电磁辐射，严重影响传感器对电磁辐射的探测，导致电磁辐射强度衰减；吸收作用越强的波段，辐射强度衰减越大，甚至某些波段的电磁波完全不能通过大气。在太阳辐射到达地面时，形成了电磁波的某些吸收带。主要吸收带：水：0.94m，1.38m，1.86m，2.5-3.0m，3.24m

5、，5-7m，7.13m，24m-1mm；二氧化碳：2.8m，4.3m臭氧：0.2-0.32m，0.6m，9.6m氧气：0.2m，0.6m，0.76mO2吸收带<0.2μm，0.155μm最强O3吸收带0.2～0.36μm，0.6μmH2O吸收带0.5～0.9μm,0.95～2.85μm，6.25μmCO2吸收带1.35～2.85μm,2.7μm,4.3μm,14.5μm尘埃吸收量很小910大气在波长0-15m的吸收11大气散射(atmosphericscattering)电磁辐射被气体分子和悬浮粒子向各方向发散（diffusion）

6、的结果由于粒子的散射作用使电磁波在原传播方向上的辐射强度减弱，增加了向其它各方向的辐射散射大大减少了遥感数据的信息量，图像的对比度降低，不同地物的区分更困难三种散射类型：瑞利散射、米氏散射、无选择性散射瑞利散射（Rayleighscattering）和米氏散射（Miescattering）为选择性散射12散射作用减弱了电磁波在原传播方向上的辐射强度，增加了向其它各方向的辐射lC散射13大气散射(atmosphericscattering)散射类型与以下因素有关：•入射电磁波的波长；•气体分子、颗粒和水滴的大小粒子与波长：小于（瑞利）等于（米氏）大于（无选择

7、性）14大气散射类型1瑞利散射（Rayleighscattering）也称分子散射，由大气中原子、分子，如氮、二氧化碳、臭氧和氧分子等引起，粒子直径比波长小很多条件：(2a/)<0.3。颗粒半径a,入射波长。特点：散射强度与波长的四次方成反比，即I-4，波长越长，散射越弱；短波长比长波长的散射更强（水分子的直径约0.4nm）在紫外和蓝色波长区最强，波长大于1m时可忽略“蓝天”、“晚霞”、“晨晖”（红日）是瑞利散射的结果（路径长短有关）152、米氏散射(Miescattering)大气中的微粒如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等（大颗粒）引起的散射，粒子

8、直径与辐射的波长相当。这种散射的强度受气候影响大。(直径在0.00