地物的反射波譜特性

地物的反射波譜特性第一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日不同電磁波段中地物波譜特性可見(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）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）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。

第二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日可見(jiàn)光和近紅外波段地物波譜特征——地物反射波譜特征太陽(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：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。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強(qiáng)，特別是0.45~0.56μm的藍(lán)綠光波段。一般水體的透射深度可達(dá)10～20m，清澈水體可達(dá)100m的深度。地表反射的太陽(yáng)輻射成為遙感記錄的主要輻射能量。

地物反射第三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日地物的反射：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所接收。反射率（ρ）：地物的反射能量與入射總能量的比，即ρ=(Pρ/P

0)×100%。表征物體對(duì)電磁波譜的反射能力。反射率是可以測(cè)定的。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。反射率也與地物的表面顏色、粗糙度和濕度等有關(guān)。地物反射率第四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日地物的反射類(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(mǎn)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)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)反射的影響第五頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日（2）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。

第六頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日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)。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)反射影響的意義第七頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日地物反射波譜：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。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。地物反射波譜第八頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日植被土壤水體巖石常見(jiàn)的幾種地物類(lèi)型波譜特征第九頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日植被的波譜特征在0.45um附近（藍(lán)色波段）有一個(gè)吸收谷；在0.55um附近（綠色波段）有一個(gè)反射峰；在0.67um附近（紅色波段）有一個(gè)吸收谷。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)光波段在近紅外波段第十頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.5～1.9um光譜區(qū)反射率增大；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。第十一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日植物的光譜曲線第十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日影響植被波譜特征的主要因素植物類(lèi)型植物生長(zhǎng)季節(jié)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。第十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日不同植被類(lèi)型的光譜曲線比較Tobecontinued…第十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日土壤的波譜特征自然狀態(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。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)。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、2.7um處附近區(qū)間），反射率的下降尤為明顯。第十五頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日三種不同類(lèi)型土壤在干燥環(huán)境下的光譜曲線第十六頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日水體的波譜特征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。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。第十七頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日水中其它物質(zhì)對(duì)波譜特征的影響水中含有泥沙，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)。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。第十八頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日葉綠素含量不同時(shí)水體的光譜曲線第十九頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日巖石礦物的光譜曲線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。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。第二十頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日巖石的光譜曲線第二十一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日地物波譜曲線的作用物體波譜曲線形態(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。第二十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日應(yīng)用地物波譜特征需要注意的問(wèn)題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。地物存在“同物異譜”和“異物同譜”現(xiàn)象?！巴锂愖V”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第二十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日影響地物波譜特征變化的因素太陽(yáng)位置傳感器位置地理位置地形季節(jié)氣候變化地面濕度變化大氣狀況等第二十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日

在遙感中，測(cè)量地物的反射波譜特性曲線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；（