◇地物反射波谱特性的测量
目的
w 是选择遥感波谱段、验证和设计遥感传感器 的依据；
w 可以为遥感数据大气校正提供参考标准； w 建立地物的标准波谱数据，为计算机图像 自动分类和分析提供光谱数据，为遥感图 像的解译提供依据。
◇地物反射波谱特性的测量
地物波谱复杂性---遥感数据的不确定性
w 地物波谱特性的特点和影响的因素，决定了地 物波谱特性的复杂性，遥感传感器所获取的数 据的不确定性。 –在进行遥感图象解译的时候，要充分认识地物波 谱特性的复杂性，减少外界因素的影响； –为提高定量遥感精度，需要通过大量的地面样本 分析建立先验知识，确定遥感模型的约束条件。
不同叶绿素浓度的海水反射光谱曲线
◇不同地物的光谱反射特性
w 岩石反射波谱曲线
岩石的反射波 谱曲线无统一的特 征，矿物成分、矿 物含量、风化程度、 含水状况、颗粒大 小、表面光滑程度、 色泽等都会对曲线 形态产生影响。
几种阳高度角和方位角； w 传感器位置：传感器的观测角和方位角； w 地理位置：地理景观；海拔高度；大气透明度 等都不同； w 地物本身的变异：如植物病害，如图； w 地物的含水量，如图 w 时间的变化，如图 w 植物生长期的变化，如图 w 各种随机因素的影响，如图
P P0
不同物体的反射率不同，这主要取决于物体本 身的性质（表面状况），以及入射电磁波的波 长和入射角。利用反射率可以判断物体的性质
◇地物的光谱反射特性
w地物反射率随波长变化而改变的特性 称之为地物反射光谱特性。 w将地物光谱反射率与波长的关系在直角坐 标系中描绘出的曲线称为地物反射光谱曲 线（以波长为横坐标，反射率为纵坐标）
选择哪个波段，可 以区分雪和沙漠？
◇不同地物的光谱反射特性 w 四种植物的反射光谱特性曲线
应首先分离 哪种地物？ 剩下三种如 何区分？
◇不同地物的光谱反射特性 w 植被反射波谱曲线
如何区分三 种不同的树 种？
不 同 树 种
◇不同地物的光谱反射特性 w 城市道路、建筑物的波谱特性曲线
各种建筑物顶的波谱特性
各种道路的波谱特性
◇不同地物的光谱反射特性
w 土壤反射波谱曲线
由于土壤反射 波谱曲线呈比较平 滑的特征，所以在 不同光谱段的遥感 影像上，土壤的亮 度区别不明显。
不同质地土壤反射光谱曲线
◇不同地物的光谱反射特性
w 水体反射波谱曲线
水体的反射主要在蓝绿 光波段，其他波段吸收都很 强，特别到了近红外波段， 吸收就更强，所以水体在遥 感影像上常呈黑色。但当水 中含有其他物质时，反射光 谱曲线会发生变化。水中含 泥沙时，由于泥沙散射，反 射率峰值出现在黄红区。水 中含叶绿素时，近红外波段 明显抬升，这些都成为影像 分析的重要依据。
在一分钟间隔内两次测定同一麦田的反射 率曲线
应用地物波谱特征需要注意的问题 绝大部分地物的波谱值具有一定的变 幅，它们的波谱特征不是一条曲线，而是 具有一定宽度的曲带。 大豆的反射 特性曲线
应用地物波谱特征需要注意的问题 地物存在“同物异谱”和“异物同谱”现象。 “同物异谱”是指同一类型的地物，具有不同 的波谱特征； “异物同谱”是指不同类型的地物具有相同的 波谱特征。
入射光 反射光
Φ = Φ’
ϕ
ϕ’
镜面反射
如果界面相对入射波长λ而言非常光滑 （ λ>>界面粗糙度），则反射是镜面的。
◇地物的反射类别 漫 反 射 (diffuse reflection)
w 整个表面都均匀地向各向反射 入射光，各方向反射亮度相同。
w 从空间对地面观察时，对于 平面地区，并且地面物体均匀 分布，可以看成漫反射；
地物对电磁波的反射有三种形式：
n n n
镜面反射 (mirror reflection) 漫 反 射 (diffuse reflection) 方向反射 (directional reflection)
◇地物的反射类别
镜面反射 (mirror reflection)
w 反射能量集中在一个方向，反射角=入射角
◇地物的光谱反射特性
w 不同地物在不同波段反射率存在差异：雪、 沙漠、湿地、小麦的光谱曲线 w 任何同类地物的反射光谱具有相似性，但 也有差异性。并且地物的光谱特性具有时 间特性和空间特性。
◇地物的光谱反射特性
w 同一物体的波谱曲线反映出不同波段的不 同反射率，将此与遥感传感器的对应波段 接收的辐射数据相对照，可以得到遥感数 据与对应地物的识别规律。 w 任何物体的反射性质是揭示目标本质的最 有用信息。
回顾
电磁波的概念？ 电磁波的特性？
电磁波谱的概念？ 什么是发射率（比辐射率）？ 大气对太阳辐射的影响？ 大气中主要的吸收带？ 大气散射的种类？ 大气窗口的概念？
第五节 地物的反射光谱
本节主要内容:
◇地物的反射类别 ◇地物的光谱反射特性 ◇地物反射光谱特性的测量
◇地物的反射类别
◇同一地物的光谱反射特性 w 春小麦在不同生长阶段的波谱特性曲线
花期 黄叶期 灌浆期 乳熟期 土壤
由这幅图能得到 什么信息？ 区分春小麦生长 阶段应选取大于 0.7μm的波段 植被反射率高于 土壤
◇不同地物的光谱反射特性 w 四种地物的反射光谱特性曲线
四种地物中，应首 先分离出哪一种？
其次应分离出哪一 种，选择哪个波段？
应选用哪个波段进行 判断？
为什么病害会降低反 射率？
不同健康状况的松树反射特性曲线
含水量越高，反射率越低。
不同含水量（湿度）的砂土的反射波谱特性曲线
为什么陈雪反射率低？
新雪和陈雪的反射特性曲线
反射率随季 节变化有什 么规律？ 为什么有这 种规律？
油松和白蜡在不同生长期的反射特性曲线
反射率产生 差异的原因 可能有哪些？
入射光
◇地物的反射类别 方向反射 (directional reflection)
w 由于地形起伏和地面结构的复杂性，往往在某 些方向上反射最强烈，这种现象称为方向反射。
对于地形起伏和地面 结构复杂地区，为方向反 射。
◇地物的光谱反射特性
反射率（reflectivity）ρ：
物体反射的辐射能量P占总入射能量P0的百分 比，称为反射率ρ ：