遥感的基本出发点
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2、地物的发射光谱特性 黑体 普朗克公式 斯蒂芬－玻尔兹曼定律（Stephen Boltzmann Law） 维恩位移定律（Wien’s Displacement Law） 基尔霍夫定律 地物的发射光谱
100-106cm ＞106cm
用于无线电通讯，分超短波、短波、中波、长波
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常用的遥感波段有：紫外线、可见光、红外线、微波
紫外线：波长范围0.1---0.38μm，太阳辐射只有0.3--0.4μm到达地面，能量较少；可探测的高度在2000m以 下，目前多用于探测碳酸岩分布，油污染的监测，能提 供土壤水份和作物病类信息。 可见光：波长范围0.38---0.76μm，人眼对该波段具有 敏锐的分辨能力，是鉴别物质的主要波段。遥感技术中 主要用摄影和扫描方式接收和纪录地物对可见光的反射 特征，是现在遥感中最常用的波段。

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太阳
太阳是太阳系唯一的恒星，它集中了太阳系99.865%的质量。 太阳是一个炽热的气体星球，没有固体的星体或核心。太阳从 中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区和大气层。其能 量的99%是由中心的核反应区的热核反应产生的。太阳中心的 密度和温度极高。太阳大气的主要成分是氢（质量约占71%） 与氦（质量约占27%）。
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二、地物的光谱特性
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1、地物的反射光谱特性
地物的反射率随入射波长变化的规律， 叫地物的反射光谱。 按地物反射率与波长之间的关系绘成的 曲线（横坐标为波长值，纵坐标为反射率） 称为地物反射光谱曲线。
波 长 ＜0.03ｎｍ 0.03-0.3μｍ 0.3-0.38μｍ 0.3－0.38μｍ 0.38-0.43μｍ 0.43-0.47μｍ 0.47-0.50μｍ 0.50-0.56μｍ 0.56-0.59μｍ 0.59-0.62μｍ 0.62-0.76μｍ 0.76-1000μｍ
遥感应用特征 来自太阳的辐射完全被上层大气所吸收，不能为遥感利用，来自放 射性矿物的γ辐射作为一种探矿手段可被低空飞机探测到 进入的辐射全被大气所吸收，遥感中未用 波长小于0.3μｍ的由太阳进入的紫外辐射完全为上层大气中的臭 氧所吸收 穿过大气层，用胶片和光电探测器可检出，但是大气散射严重
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5、电磁辐射源
（1）自然辐射源
太阳辐射：太阳辐射被看作是接近6000K黑体的辐射源。99％的辐射能 辐射能量主要集中在0.3--3μm，大部分集中在可见光波段，一般称为 短波辐射。46％的辐射能集中在0.4－0.76μm的可见光段。 地球辐射：短波辐射和长波辐射
感） 干涉有利于能量增大，使图像清晰； 也可以使同一物质表现不同
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（3）衍射（绕射）
电磁波遇到有限大小的障 碍物时，能够绕过障碍物 而弯曲地向障碍物地后面 传播。把这种通过障碍物 边缘改变传播方向地现 象，称为电磁波的衍射。
1）菲涅耳衍射：入射光与衍 射光不都是平行光的衍射。 2）夫琅禾费衍射：入射光 与衍射光都是平行光的衍射。
造成遥感影像不准确；缩小阴影区域等
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（4）偏振
电磁波遇到“狭缝”的障碍物时，能够通过“狭 缝”的振动分量，称为电磁破的偏振。
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立体镜 使用
（5）多普勒效应
电磁波因辐射源（或者观 察者）相对于传播介质的 运动，而使观察者接受到 的频率发生变化，这种现 象称为多普勒效应。 1842年，奥地利物理学 家多普勒研究声波时发 现。 合成孔径雷达的工作原理
分子振动， 晶格振动
红 外 线
近红外 (反射红外) 中红外(热红外) 远红外(热红外)
0.76-3μm 3-5μｍ 8-14μｍ 0.1-100cm
分子旋转和反转， 电子自转与磁场的 相互作用 核自转与磁场 的相互作用
微 波
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无线电波 工业用电
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（6）光电效应
（1）当电磁粒子的能量hv小于电子逸出功A时，电子不能 脱出金属，只有当hv>A时，即v>A/h时，才能生产光电效 应;光电效应具有一定的截止频率，其数值为v0=Ａ/ｈ。 （2）电子的初动能和电磁辐射的频率成线性关系。 （3）光电流的强度和入射的电磁辐射强度成正比。 （4）光电流呈瞬时性。 光电效应在遥感中很重要，扫描成像、电视摄像等就 是利用的光电效应，把光像变成电子像，把对人们眼晴无 作用的电磁辐射用一定的探测元件接收下来，使其通过光 电效应变成电子像，最后变成人们可以看见的影像 。
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变化特点： 普 朗 克 公 式 图 示 (1) 辐射通量密 度随波长连续变 化，只有一个最 大值； (2) 温度越高， 辐射通量密度越 大，不同温度的 曲线不相交； (3) 随温度升 高，辐射最大值 向短波方向移 动。
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（1）叠加原理
当两列波在同一空间传播 时，空间尚各点的振动为 各列波单独振动的合成。 任何复杂的电磁波都可以 分解成许多比较简单的电 磁波； 比较简单的电磁波也可以 合成为复杂的电磁波。 （白光的色散和合成，计 算机显示器的工作原理， 混合像元的分解 ）
波：是振动在空间的传播。 机械波：振动的是弹性媒质中质点的位移矢量。 电磁波：在真空或物质中传播的交变电磁场。

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2、电磁波的特性
（1）波动性
表征波动的主要物理量是波长λ，周期Ｔ，频率ν、振 幅Ａ，波数Ｎ，园波数Ｋ和角频率ω，以及波速υ，初 相位ψ，这些参数之间的关系为：
前章重点：
1、遥感及遥感技术的含义 2、遥感平台、传感器和地面控制系统 3、遥感发展的主要趋势
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第二章 电磁辐射及地物波谱特性
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遥感技术是建立在物体电磁辐射理论基础 之上的。不同物体和现象具有各自的电磁 辐射特性，才能应用于遥感技术。 遥感的本质是通过探测器接收物体或现象 反射、发射的电磁辐射信息，进而转变成 数据或影响，供各专业解译、应用。
指波长在6μm以上的地 球辐射，属于热红外波 段，主要是地物自身的 热辐射能量。 冯新伟
（2）人工辐射源
人工发射一定波长的波束，接受地物散射该光束返回的后向反射信号 的强弱，从而探知地物或测距。主要是主动遥感。 微波辐射源 常用波段0.8—30cm的微波。具有全天候、全天时，具有一定的穿透 力，容易区分某些物质。 激光辐射源
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电磁波传播过程中主要表现为波动性； 与物体相互作用时主要表现为粒子性。 波长愈长，波动性越明显； 波长愈短，粒子性越明显。
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3、电磁辐射的基本性质
（1）叠加原理 （2）干涉 （3）衍射 （4）偏振 （5）多普勒效应 （6）光电效应
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本章主要内容
一、电磁辐射 二、地物的光谱特性 三、大气和环境对遥感的影响 四、地物光谱特征测定
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一、电磁辐射
1、电磁波（Electromagnetic Waves）
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4、电子波谱
按照电磁波的波长的长短（或频率的大小）， 依次排列成的图表。
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产生方式 原子核内部的相互 作用 层内电子的离子化 外层电子的离子化
谱 段 γ射线 X-射线 紫外线 摄影紫外 紫 蓝
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43.5%
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而3--6μm的地球辐 射，是地物反射和自身 热辐射兼有。 指波长在0.3—2.5μm的 地球辐射，属于可见光和 近、中红外波段，主要是 地球反射太阳辐射的能 量。 河南农业大学资源与环境学院 冯新伟 河南农业大学资源与环境学院
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斯蒂芬－玻尔兹曼定律（Stephen Boltzmann Law）
对普朗克定律在全波段内积分，得到斯蒂芬－玻尔 兹曼定律。 辐射通量密度随温度增加而迅速增加，与温度的4次 方成正比。温度只要有微小变化，就会引起辐射通亮密 度很大的变化。