2遙感的物理基礎(chǔ)

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2遙感的物理基礎(chǔ)

其次章電磁波及遙感物理基礎(chǔ)一、電磁波二、物體的發(fā)射輻射三、物體的反射輻射四、地物波譜特性的測(cè)定五、大氣對(duì)輻射的影響

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其次章電磁波及遙感物理基礎(chǔ)遙感技術(shù)是建立在物體電磁波輻射理論基礎(chǔ)上的。本章主要學(xué)習(xí)電磁波的發(fā)射和反射特性、地物波譜特性曲線及應(yīng)用。

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其次章電磁波及遙感物理基礎(chǔ)為什么我們的眼睛能夠看見(jiàn)東西？

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其次章電磁波及遙感物理基礎(chǔ)一、電磁波1.什么是電磁波？變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，以有限的速度由近及遠(yuǎn)在空間內(nèi)傳播的過(guò)程稱為電磁波。電磁波是一種橫波。

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一、電磁波2.電磁波的特性

波動(dòng)性粒子性

干擾、衍射、偏振

光電轉(zhuǎn)換

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(1)干擾：由兩個(gè)(或兩個(gè)以上)頻率、振動(dòng)方向一致，相位一致或相位差恒定的電磁波在空間疊加時(shí)，合成波振幅為各個(gè)波的振幅的矢量和，因此會(huì)出現(xiàn)交疊區(qū)某些地方振動(dòng)加強(qiáng)、某些地方振動(dòng)減弱或完全抵消的現(xiàn)象。微波遙感中的雷達(dá)是應(yīng)用了干擾原理成像的

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(2)衍射：光通過(guò)有限大小的障礙物時(shí)偏離直線路徑的現(xiàn)象。

研究電磁波的衍射現(xiàn)象對(duì)設(shè)計(jì)遙感儀器和提高遙感圖像幾何分辯率具有重要意義。另外在數(shù)字影像的處理中也要考慮光的衍射現(xiàn)象。7

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(3)偏振：橫波的振動(dòng)矢量偏于某些方向的現(xiàn)象。

偏振在微波技術(shù)中稱為“極化〞。遙感技術(shù)中的偏振攝影和雷達(dá)成像就利用了電磁波的偏振這一特性。

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一、電磁波3.電磁波譜按電磁波在真空中傳播的波長(zhǎng)或頻率遞增或遞減順序排列，就能得到電磁波譜。

遙感采用的電磁波波段可以從紫外一直到微波波段。

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紅●可見(jiàn)光綠藍(lán)

0.62~0.76μm0.50~0.56μm0.43~0.47μm

遠(yuǎn)紅外處6~15μm●紅外波段中紅外3~6μm近紅外0.76~3μm

●微波

1mm~1m

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其次章電磁波及遙感物理基礎(chǔ)二、物體的發(fā)射輻射(一)、黑體輻射1.絕對(duì)黑體：吸收率α(λ,T)≡1絕對(duì)白體：吸收率α(λ,T)≡0反射率ρ(λ,T)≡0反射率ρ(λ,T)≡1

與溫度和波長(zhǎng)無(wú)關(guān)

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2.黑體輻射定律

Wλ——分譜輻射通量密度h——普朗克常數(shù)C——光速K——玻耳茲曼常數(shù)T——絕對(duì)溫度

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3.黑體輻射波譜曲線

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4.黑體輻射的三個(gè)特性(1)總輻射通量密度W是隨溫度T的增加而迅速增加。斯忒藩-玻耳茲曼公式:單位面積發(fā)出的總輻射能與絕對(duì)溫度的四次方成正比。(2)分譜輻射能量密度的峰值波長(zhǎng)隨溫度的增加向短波方向移動(dòng)。維恩位移定律:若知道了某物體溫度，就可以推算出它的輻射峰值波長(zhǎng)。

(3)每根曲線彼此不相交溫度T越高所有波長(zhǎng)上的波譜輻射通量密度也越大。14

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其次章電磁

波及遙感物理基礎(chǔ)二、物體的發(fā)射輻射(二)、太陽(yáng)輻射

遙感的兩種形式？

被動(dòng)遙感

主動(dòng)遙感

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(二)、太陽(yáng)輻射

A與黑體特性一致

B能量集中在可見(jiàn)光和紅外波段

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其次章電磁波及遙感物理基礎(chǔ)二、物體的發(fā)射輻射(三)、一般物體的發(fā)射輻射

自然界中實(shí)際物體的發(fā)射和吸收的輻射量都比一致條件下絕對(duì)黑體的低。

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(三)、一般物體的發(fā)射輻射發(fā)射率ε:實(shí)際物體與同溫度的黑體在一致條件下輻射功率之比。

ε=W′/Wε是一個(gè)介于0和1的數(shù)絕對(duì)黑體ελ=ε=1灰體ελ=ε但0ε1選擇性輻射體ε=f(λ)理想反射體(絕對(duì)白體)ελ=ε=0

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大多數(shù)物體可以視為灰體

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為了便于分析，往往用一個(gè)最接近灰體輻射曲線的黑體輻射曲線作為參照，這時(shí)的黑體輻射溫度稱為等效黑體溫度(或等效輻射溫度),寫(xiě)為T等效

式中T'為實(shí)際物