總結(jié)-地物的反射波譜特性

1、v地物波譜：地物的電磁波響應(yīng)特性隨電磁波長(zhǎng)改變而變化的規(guī)律，稱(chēng)為地表物體波譜，簡(jiǎn)稱(chēng)地物波譜。v地物波譜特性是電磁輻射與地物相互作用的一種表現(xiàn)。v地物波譜的作用：不同類(lèi)型的地物，其電磁波響應(yīng)的特性不同，因此地物波譜特征是遙感識(shí)別地物的基礎(chǔ)。 地物波譜的特性不同電磁波段中地物波譜特性v可見(jiàn)光和近紅外波段：主要表現(xiàn)地物反射作用和地物的吸收作用。（樹(shù)葉蒼翠欲滴、水下溫度）v熱紅外波段：主要表現(xiàn)地物熱輻射作用。（熱紅外靈敏遙感器夜間成像河流為亮色條帶，但熱紅外白天成像河流為暗色條帶）v微波波段：主動(dòng)遙感利用地物后向散射；被動(dòng)遙感利用地物微波輻射。 可見(jiàn)光和近紅外波段地物波譜特征地物反射波譜特征v太陽(yáng)輻射

2、到達(dá)地表后，一部分反射，一部分吸收，一太陽(yáng)輻射到達(dá)地表后，一部分反射，一部分吸收，一部分透射，即：部分透射，即： 到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射能量反射能量吸收能量到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射能量反射能量吸收能量透射能量。透射能量。v一般而言，絕大多數(shù)物體對(duì)可見(jiàn)光都不具備透射能力，一般而言，絕大多數(shù)物體對(duì)可見(jiàn)光都不具備透射能力，而有些物體如水，對(duì)一定波長(zhǎng)的電磁波則透射能力較而有些物體如水，對(duì)一定波長(zhǎng)的電磁波則透射能力較強(qiáng)，特別是強(qiáng)，特別是0. 450. 56m的藍(lán)綠光波段。一般水體的透的藍(lán)綠光波段。一般水體的透射深度可達(dá)射深度可達(dá)1020 m，清澈水體可達(dá)，清澈水體可達(dá)100 m的深度。的深度。v地表反射的太陽(yáng)輻射

3、成為遙感記錄的主要輻射能量。地表反射的太陽(yáng)輻射成為遙感記錄的主要輻射能量。 地物反射v地物的反射：太陽(yáng)光通過(guò)大氣層照射到地球表面，地地物的反射：太陽(yáng)光通過(guò)大氣層照射到地球表面，地物會(huì)發(fā)生發(fā)射作用，反射后的短波輻射一部分為遙感器物會(huì)發(fā)生發(fā)射作用，反射后的短波輻射一部分為遙感器所接收。所接收。v反射率反射率地物的反射能量與入射總能量的比，地物的反射能量與入射總能量的比，即即表征物體對(duì)電磁波譜的反射能力。表征物體對(duì)電磁波譜的反射能力。v反射率是可以測(cè)定的。反射率是可以測(cè)定的。v地物在不同波段的反射率是不同的，利用地物反射率地物在不同波段的反射率是不同的，利用地物反射率的差別，可以判斷地物的屬性。的差

4、別，可以判斷地物的屬性。v反射率也與地物的表面顏色、粗糙度和濕度等有關(guān)。反射率也與地物的表面顏色、粗糙度和濕度等有關(guān)。地物反射率v地物的反射類(lèi)型：根據(jù)地表目標(biāo)物體表面性質(zhì)的不同，物體反射大體上可以分為3種類(lèi)型，即鏡面反射、漫反射、實(shí)際物體的反射（1）鏡面反射：發(fā)生在光滑物體表面的一種反射。物體的反射滿足反射定律，反射波和入射波在同一平面內(nèi)，入射角等于反射角。只有在反射波射出的方向才能探測(cè)到電磁波。 例子：水面是近似的鏡面反射，在遙感圖像上水面有時(shí)例子：水面是近似的鏡面反射，在遙感圖像上水面有時(shí)很亮，有時(shí)很暗，就是這個(gè)原因造成的。很亮，有時(shí)很暗，就是這個(gè)原因造成的。物體表面性質(zhì)對(duì)反射的影響（2）

5、漫反射：發(fā)生在非常粗糙的表面上的一種反射現(xiàn)象。不論入射方向如何，其反射出來(lái)的能量在各個(gè)方向是一致的。即當(dāng)入射輻照度I一定時(shí)，從任何角度觀察反射面，其反射輻照亮度是一個(gè)常數(shù)，這種反射面又叫朗伯面。（3）實(shí)際物體反射：介于鏡面和朗伯面（漫反射）之間的一種反射。自然界種絕大多數(shù)地物的反射都屬于這種類(lèi)型的反射，又叫非朗伯面反射。對(duì)太陽(yáng)短波輻射的反射具有各向異性，即實(shí)際物體面在有入射波時(shí)各個(gè)方向都有反射能量，但大小不同。 v遙感圖像上記錄的輻射亮度，既與輻射入射方位角和天頂角有關(guān)，也與反射方向的方位角和天頂角有關(guān)。v由于鏡面反射會(huì)造成太陽(yáng)光直接進(jìn)入遙感器，在成像時(shí)間選擇上，應(yīng)避免中午成像，防止形成鏡面反

6、射。否則水體會(huì)形成非常亮的耀斑，周?chē)匚锏姆瓷湫畔⒂惺艿礁蓴_和削弱。了解物體表面性質(zhì)對(duì)反射影響的意義v地物反射波譜：是研究可見(jiàn)光至近紅外波段上地物反射率隨波長(zhǎng)的變化規(guī)律。v表示方法：一般采用二維幾何空間內(nèi)的曲線表示，橫坐標(biāo)表示波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)表示反射率。地物反射波譜v植被v土壤v水體v巖石常見(jiàn)的幾種地物類(lèi)型波譜特征植被的波譜特征v在0.45um附近（藍(lán)色波段）有一個(gè)吸收谷；v在0.55um附近（綠色波段）有一個(gè)反射峰；v在0.67um附近（紅色波段）有一個(gè)吸收谷。v從0.76um處反射率迅速增大，形成一個(gè)爬升的“陡坡”,至1.1um附近有一個(gè)峰值，反射率最大可達(dá)50，形成植被的獨(dú)有特征。在可見(jiàn)光波

7、段在近紅外波段v1.51.9um光譜區(qū)反射率增大；v以1.45um，1.95um，2.70um為中心是水的吸收帶，其附近區(qū)間受到綠色植物含水量的影響，反射率下降，形成低谷。植物的光譜曲線影響植被波譜特征的主要因素v植物類(lèi)型v植物生長(zhǎng)季節(jié)v病蟲(chóng)害影響等植被波譜特征大同小異，根據(jù)這些差異可以區(qū)分植被類(lèi)型、生長(zhǎng)狀態(tài)等。不同植被類(lèi)型的光譜曲線比較土壤的波譜特征v自然狀態(tài)下土壤表面的反射曲線呈比較平滑的特征，沒(méi)有明顯的反射峰和吸收谷。v在干燥條件下，土壤的波譜特征主要與成土礦物（原生礦物和此生礦物）和土壤有機(jī)質(zhì)有關(guān)。v土壤含水量增加，土壤的反射率就會(huì)下降，在水的各個(gè)吸收帶（1.4um、1.9um、2.7

8、um處附近區(qū)間），反射率的下降尤為明顯。三種不同類(lèi)型土壤在干燥環(huán)境下的光譜曲線水體的波譜特征v純凈水體的反射主要在可見(jiàn)光中的藍(lán)綠光波段，在可見(jiàn)光其它波段的反射率很低。v近紅外和中紅外純凈的自然水體的反射率很低，幾乎趨近于0。水中其它物質(zhì)對(duì)波譜特征的影響v水中含有泥沙，在可見(jiàn)光波段的反射率會(huì)增加，峰值出現(xiàn)在黃紅區(qū)。v水中含有水生植物葉綠素時(shí)，近紅外波段反射率明顯抬高。葉綠素含量不同時(shí)水體的光譜曲線巖石礦物的光譜曲線v巖石的反射波譜主要由礦物成分、礦物含量、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等決定。v影響巖石礦物波譜曲線的因素包括巖石風(fēng)化程度、巖石含水狀況、礦物顆粒大小、巖石表面光滑程度、巖石色澤等。巖石的光譜曲線地物波譜

9、曲線的作用v物體波譜曲線形態(tài)，反映出該地物類(lèi)型在不同波段的反射率，通過(guò)測(cè)量該地物類(lèi)型在不同波段的反射率，并以此與遙感傳感器所獲得的數(shù)據(jù)相對(duì)照，可以識(shí)別遙感影像中的同類(lèi)地物。應(yīng)用地物波譜特征需要注意的問(wèn)題v絕大部分地物的波譜值具有一定的變幅，它們的波譜特征不是一條曲線，而是具有一定寬度的曲帶。v地物存在“同物異譜”和“異物同譜”現(xiàn)象。 “同物異譜”是指兩個(gè)類(lèi)型的個(gè)體地物，在某個(gè)波段上波譜特征不同；“異物同譜”是指不同類(lèi)型的地物具有相同的波譜特征。BACK影響地物波譜特征變化的因素n太陽(yáng)位置n傳感器位置n地理位置n地形n季節(jié)n氣候變化n地面濕度變化n大氣狀況等 在遙感中，測(cè)量地物的反射波譜特性曲線

10、主要有以下三種作用：（1），它是選擇遙感波譜段，設(shè)計(jì)遙感儀器的依據(jù)；（2），在外業(yè)測(cè)量中，它是選擇合適的飛行時(shí)間的基礎(chǔ)資料；（3），它是有效地進(jìn)行遙感圖像數(shù)字處理的前提之一，是用戶(hù)判讀、識(shí)別、分析遙感影像的基礎(chǔ)。地物波譜特征 到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射能量反射能量吸收能量透射能量到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射能量反射能量吸收能量透射能量常見(jiàn)地物的光譜曲線比較不同地物的反射光譜曲線不同，從圖中我們可以看出：0.40.5波段的相片可以把雪和其他地物區(qū)分開(kāi)；0.50.6波段的相片可以把沙漠和小麥、濕地區(qū)分開(kāi)；0.70.9波段的相片，可以把小麥和濕地區(qū)分開(kāi)。植物的光譜曲線可見(jiàn)光波段0.40.76 m有一個(gè)反射峰值，大約0

11、.55 m（綠）處，兩側(cè)0.45 m（藍(lán)）和0.67 m（紅）則有兩個(gè)吸收帶；近紅外波段0.70.8 m有一反射陡坡，至1.1 m附近有一峰值，形成植被獨(dú)有特征；中紅外波段1.32.5 m受植物含水量影響，吸收率大增，反射率大大下降土壤的光譜曲線自然狀態(tài)下，土壤表面的反射率沒(méi)有明顯的峰值和谷值，一般來(lái)說(shuō)，土質(zhì)越細(xì)反射率越高。有機(jī)質(zhì)和含水量越高反射率越低，土類(lèi)與肥力也對(duì)土壤反射率有影響。但由于其波譜曲線較平滑，所以在不同光譜段的遙感影像上土壤亮度區(qū)別并不明顯。水體的光譜曲線水體反射率較低，小于10%，遠(yuǎn)低于大多數(shù)的其他地物，水體在藍(lán)綠波段有較強(qiáng)反射，在其他可見(jiàn)光波段吸收都很強(qiáng)。純凈水在藍(lán)光波段最高，隨波長(zhǎng)增加反射率降低。在近紅外波段反射率為0；含葉綠素的清水反射率峰值在綠光段，水中葉