遥感原理
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Solar Spectrum = Shortwave spectrum =visible spectrum:
Sun at 6000K; peak emission at 0.5 mm
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Terrestrial Spectrum = Longwave Spectrum = Infrared Spectrum =
❖ 波粒二象性的程度与电磁波的波长有关： 波长愈短，辐射的粒子性愈明显；波长愈 长，辐射的波动特性愈明显。
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二、电磁波谱
1. 电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长
短，依次排列制成的图表。
在电磁波谱中，波长最长的是无线电波，其按波 长可分为长波、中波、短波和微波。波长最短的是γ
射线
电磁波的波长不同，是因为产生它的波源不同。
2、遥感常用的电磁波波段的特性
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Th遥感e原理Electromagnetic Spectrum
More than meets the eye!
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Examples from Space
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Wavelength Units
• Meters (like on last slide and in book, p. 613)
• More commonly in nanometers (1 nm = 10-9 meters)
• Angstroms still used
• Named for Swedish Astronomer who first named these wavelengths
• 1 nanometer = 10 Ao
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Language of the Energy Cycle: The Electromagnetic Spectrum
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第二章 遥感的物理基础
本章主要内容
➢ 电磁波与电磁波谱 ➢ 地物的光谱特性 ➢ 大气和环境对遥感的影响
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第一节 电磁波与电磁波谱
❖电磁波及其特性 ❖电磁波谱 ❖电磁辐射源
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一、电磁波及其特性
1. 波的概念：波是振动在空间的传播。
演 示
2. 机械波：声波、水波和地震波 3. 电磁波（ElectroMagnetic Spectrum )
油污染。
➢ 可见光：0.4-0.76 μm，鉴别物质特征的主要波段；
是遥感最常用的波段。
➢ 红外线(IR) ：0.76-1000 μm。近红外0.76-3.0
μm’中红外3.0-6.0 μm；远红外6.0-15.0 μm；超 远红外15-1000 μm。（近红外又称光红外或反射红外； 中红外和远红外又称热红外。 ➢ 微波：1mm-1m。全天候遥感；有主动与被动之分；具 有穿透能力；发展潜力大。
Thermal Spectrum: Sahara Desert on Nimbus 4 Satellite
Theoretical Planck curves: Earth ~300K, peak emission ~15 mm
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CO2
O3 H2O
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Earth Spectrum
由振源发出的电磁振荡在空气中传播。
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4. 电磁波是通过电场和磁场之间相互联系传播的：原
理
5. 电磁辐射:这种电磁能量的传递过程（包括辐射、
吸收、反射和透射）称为电磁辐射。
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6. 遥感原理 电磁波的特性
1) 电磁波是横波
2) 在真空中以光速传播
3) 电磁波具有波粒二象性：电磁波在传播过
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Earth
Sun
High energy
Short wavelength / high frequency
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Emitted at h1ig6 h T
烟
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2、遥感常用的电磁波波段的特性
➢ 紫外线(UV)：0.01-0.4μm，碳酸盐岩分布、水面
程中，主要表现为波动性；在与物质相互作用时，主 要表现为粒子性，这就是电磁波的波粒二象性。
❖ 波动性：电磁波是以波动的形式在空间传播 的，因此具有波动性
❖ 粒子性：它是由密集的光子微粒组成的，电
磁辐射的实质是光子微粒的有规律的运动。
电磁波的粒子性，使得电磁辐射的能量具有 统计性
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三、电磁辐射源
1. 自然辐射源
➢ 太阳辐射：是可见光和近红外的主要辐射源；
常用5900的黑体辐射来模拟；其辐射波长范围 极大；辐射能量集中-短波辐射。大气层对太 阳辐射的吸收、反射和散射。
➢ 地球的电磁辐射：小于3 μm的波长主要是
太阳辐射的能量；大于6 μm的波长，主要是 地物本身的热辐射；3-6 μm之间，太阳和地 球的热辐射都要考虑。
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Wavelength
• The distance from one wave crest to the next
• Radio waves have longest wavelength and Gamma rays have shortest!
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Incoming from Sun: High energy,
short wavelength
0.5 mm
Outgoing from Earth Low energy
Long wavelength
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20 mm
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Electromagnetic Spectrum
Wavelength l
Energy
• Speed of light = wavelength (l) x frequency = 3 x 108 m/s in vacuum
• Wavenumber = 1/ wavelength ( cm-1) • Frequency in GHz (1 Hz = sec –1)