卫星遥感技术与应用ppt课件.ppt

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1、本章重点：紫外、可见光、红外、微波各波段波长特点水体、植被的反射光谱特征第一节电磁波与电磁波谱一、电磁波谱电磁波是交变电磁场在空间的传播，它是物质运动和能量传递的一种特殊形式。电磁波的特性：电磁波是横波，传播速度为3×108m/s，不需要媒质也能传播，与物质发生作用时会有反射、吸收、透射、散射等现象，并遵循同一规律。第二章电磁辐射与地物光谱特征描述电磁波特性的指标：波长、频率、振幅、位相等按电磁波波长的长短（或频率的大小），依次排列制成的图表叫电磁波谱。依次为：γ射线—X射线—紫外线—可见光—红外线—微波—无线电波。紫外线：波长范围为0.01

2、～0.38μm，太阳光谱中，只有0.3～0.38μm波长（摄影紫外）的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000m以下。可见光：波长范围：0.38～0.76μm，人眼对可见光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。紫光（0.38～0.43m）、蓝光（0.43～0.47m）、青光（0.47～0.50m）、绿光（0.50～0.56m）、黄光（0.56～0.59m）、橙光（0.59～0.62m）、红光（0.62～0.76m）遥感应用的电磁波波谱段红外线：波长范围为0.76～1000μm，根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红

3、外。近红外（0.76～3m）、中红外（3～6m）、远红外（6～15m）、超远红外（15～1000m）微波：波长范围为1mm～1m，穿透性好，不受云雾的影响。一、太阳辐射1.太阳大气：光球层、色球层、日冕层。2.太阳辐射太阳是遥感主要的辐射源。第二节太阳辐射与大气对辐射的影响a太阳光谱相当于6000K的黑体辐射；b太阳辐射的能量主要集中在可见光，其中0.38～0.76µm的可见光能量占太阳辐射总能量的46%，最大辐射强度位于波长0.47µm左右；c到达地面的太阳辐射主要集中在0.3～3.0µm波段，包括近紫外、可见光、近红外和中红外；d

4、经过大气层的太阳辐射有很大的衰减，通过大气层越厚，能量衰减越大；e各波段的衰减是不均衡的，太阳辐射在短波部分能量的衰减比长波部分更大。1.大气结构对流层（下层、中层、上层）：高度在7～12km,温度随高度而降低，天气变化频繁，航空遥感主要在该层内。平流层（同温层、暖层、冷层）：高度在12～50km，底部为同温层（航空遥感活动层），同温层以上，温度由于臭氧层对紫外线的强吸收而逐渐升高。二、大气吸收电离层（中间层、热层、散逸层）：高度在50～1000km，大气中的O2、N2受紫外线照射而电离，对遥感波段是透明的，是陆地卫星活动空间。外大气层（氮层

5、、质子层等）：800～35000km,空气极稀薄，对卫星基本上没有影响。大气主要由气体分子、悬浮的微粒、水蒸气、水滴等组成。气体：N2，O2，H2O，CO2，CO，CH4，O3悬浮微粒：尘埃2.大气成分大气中的各种成分对太阳辐射有选择性吸收，形成太阳辐射的大气吸收带。O2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3.大气吸收作用不同于吸收作用，只改变传播

6、方向，不能转变为内能。大气的散射是太阳辐射衰减的主要原因。对遥感图像来说，降低了传感器接收数据的质量，造成图像模糊不清。散射主要发生在可见光区。三、大气散射大气发生的散射主要有三种：瑞利散射（d<<λ）：散射由较小的空气分子引起。米氏散射（d≈λ）：散射由较粗大的微粒引起。非选择性散射（d>>λ）：当微粒的直径比波长大得多时所发生的散射。大气对电磁波衰减较小，透射率较高的波段。大气窗口波段透射率/%应用举例紫外、可见光、近红外0.3～1.3μm＞90TM1-4、SPOT的HRV近红外1.5～1.8μm80TM5近-中红外2.0～3.5μm80

7、TM7中红外3.5～5.5μmNOAA的AVHRR远红外8～14μm60～70TM6微波0.8～2.5cm100Radarsat四、大气窗口微波波段划分波段名称KαKuKXCSLP波长/cm0.75-1.131.13-1.671.67-2.422.42-3.753.75-7.57.5-1515-3030-100第三节地球的辐射与地物波谱一、太阳辐射与地表的相互作用太阳辐射到达地表后，一部分反射，一部分吸收，一部分透射，即：到达地面的太阳辐射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量地表反射的太阳辐射成为遥感记录的主要辐射能量。一般而言，绝大多数物体对

8、可见光都不具备透射能力。地表吸收太阳辐射后具有约300K的温度，从而形成自身的热辐射，其峰值波长为9.66μm，主要集中在长波，即6μm以上的热红外区段。波段名称可