第二章地球的輻射與地物波譜

1、第二章 電磁輻射與地物光譜特征n電磁波譜與電磁輻射n太陽輻射及大氣對輻射的影響n地球的輻射與地物波譜n太陽輻射與地表的相互作用n地表自身熱輻射n地物反射波譜特征n地物波譜特性的測量n太陽輻射與地表的相互作用n 太陽輻射近似于溫度為6000K的黑體輻射，最大輻射對應波長為為0.48m。n 地球輻射近似于溫度為300K的黑體輻射,最大輻射對應波長為9.66 m。太陽與地表輻射的電磁波譜地球輻射的分段特性n地球的輻射與地物波譜n地表自身熱輻射0MM),(),(),(0TMTTM巖漿巖的發(fā)射率n地物反射波譜特征n概述l到達地表面的太陽輻射能量 =反射能量+吸收能量+透射能量l黑色物體對太陽光的吸收能力

2、較強l絕大多數(shù)物體對可見光不具備透射能力l水體對0.45-0.56m的藍綠光波段有較強的透射能力：一般水體10-20m；混濁水體1-2m；清澈水體100mn地物反射波譜特征n概述n反射率與反射波譜l 反射率p 物體反射的輻射能量占總入射能量的百分比。p 反射率取決于物體本身的性質(zhì)（表面狀況）、電磁波的波長、入射角度等%1000PPn地物反射波譜特征n概述n反射率與反射波譜l 反射率l 反射類型p 鏡面反射p 漫反射p 方向反射l 實際物體反射鏡面反射 光射到任何物體的表面上都會反射。平滑的表面，如鏡面、刨光的金屬表面、平靜的水面等，能使平行的入射光線反射后仍是平行光線。入射波和反射波在同一平面

3、內(nèi)，入射角與反射角相等，這種反射叫做鏡面反射鏡面反射。 （平靜的水面）漫反射整個表面都均勻地反射入射光稱為漫反射。反射波方向與入射波方向無關，且從任何角度觀察 反射面，其反射輻射亮度為一常數(shù)時。漫反射的反射面稱為朗伯面。 當入射照度一定時，從任何角度觀察反射面，其反射亮度是一個常數(shù)，這種反射面稱朗伯面。 方向反射介于漫反射和鏡面反射之間。在各個方向都有反射，但其反射亮度不是常數(shù)，而在某一個方向上的反射比其它方向強。幾種反射類型的對比實際物體反射n 多數(shù)實際物體的反射處于鏡面反射與漫反射中間，即屬于方向反射。n 實際物體表面在有入射波時，各個方向都有反射能量，但大小不同。n 入射輻照度相同時，反

4、射輻射亮度的大小即與入射方位角和天頂角有關，也與反射方向的方位角與天頂角有關。n 從空間對地面觀察時，對于平坦地區(qū)，并且物體均勻分布，可以看成漫反射；對于地形起伏和地面結構復雜的地區(qū)，為方向反射。n地物反射波譜特征n概述n反射率與反射波譜n地物反射波譜曲線l 概念l 實例反射波譜曲線n反射波譜：地物的反射波譜指地物反射率隨波長的變化規(guī)律。n反射波譜曲線：以二維直角坐標系表示反射波譜的曲線，橫坐標表示波長，縱坐標表示反射率。n不同地物的反射曲線不同以外，同種地物在不同情況下其反射波譜曲線也是不同。植被的反射波譜曲線n 共性l可見光波段形成綠反射峰（0.55m）及其兩側的藍（0.45 m ）、紅（

5、0.67 m ）兩個吸收帶l近紅外0.74-1.3 m處形成高反射區(qū)l近紅外1.35-2.5 m處形成分別以1.45 m、1.95 m和2.7 m為中心的三個水吸收帶n 差異性l種類l季節(jié)l病蟲害l含水量綠色植物主要波譜響應特征不同植被反射波譜曲線的比較植被病蟲害對其反射波譜曲線的影響水分含量對玉米葉子反射率的影響土壤的反射波譜曲線n土質(zhì)越細反射率越高n有機質(zhì)含量越高反射率越低n含水量越高反射率越低n因土類和肥力狀況的不同而不同n不同波譜段的遙感影像上區(qū)別不明顯不同土壤的反射波譜曲線土壤濕度對反射率的影響水體的反射波譜曲線n水體的反射主要在藍綠波段,其他波段吸收很強，特別是在近紅外波段更強。n

6、水中含泥沙時，由于泥沙的散射，可見光波段的反射率增加，峰值出現(xiàn)在黃紅區(qū)。n水中含葉綠素時，近紅外波段明顯被抬升。水的混濁度對其反射波譜曲線的影響不同葉綠素濃度的海水反射波譜曲線巖石的反射波譜曲線n礦物成分n礦物含量n風化程度n含水量n顆粒大小n表面光滑度n色澤華北地區(qū)幾種侵入巖的反射波譜曲線華北某地震帶亞界幾類沉積巖的反射光譜曲線遼東某地幾種變質(zhì)巖的反射光譜曲線巖漿巖波譜特性巖漿巖波譜特性 巖漿巖的巖漿巖的反射強度與反射強度與SiO2含量成正含量成正比；比； 在不同波在不同波長位置處的長位置處的吸收與吸收與Fe離離子、子、OH-、H2O有關有關沉積巖反射波譜特性沉積巖反射波譜特性 沉積巖沉積巖的反射波的反射波譜特性與譜特性與Fe離子、離子、OH-、H2O以及以及CO32-有關有關變質(zhì)巖反射波譜特性變質(zhì)巖反射波譜特性 變質(zhì)巖的反變質(zhì)巖的反射波譜特性與射波譜特性與Fe離子、離子、OH-、H2O、CO32-以以及及Al離子離子有關有關雪雪 I、雪的反射光譜和太陽光譜很相似，雪的反射光譜和太陽光譜很相似，在在0.40.6m 波段有一個很強的反射峰，波段有一個很強的反射峰，反射率幾乎接近反射率幾乎接近100%，因而看上去是白，因而看上去是白色；色； II、隨著波長的增加，反射率逐漸降隨著波長的增