TM5
近-中红外 2.0～3.5 μm 80
TM7
中红外 远红外
3.5～5.5 μm 8～14 μm M6 BACK
微波的波段划分
波段名称
波长/cm
Kα
0.75~1.13
K
1.13~1.67
Ku
1.67~2.42
X
2.42~3.75
C
3.75~7.5
S
7.5~15
BACK
太阳辐射（1）
地面太阳辐射
P34, 图 2.20
大气上界太阳辐照度
海平面太阳辐照度
太阳光谱辐照度
波长(nm)
To be
太阳辐射（2）
BACK
地物波谱特征
❖ 在可见光与近红外波段，地表物体自身的辐射几乎等于零。地物 发出的波谱主要以反射太阳辐射为主。太阳辐射到达地面之后， 物体除了反射作用外，还有对电磁辐射的吸收作用。电磁辐射未 被吸收和反射的其余部分则是透过的部分，即：
大气窗口的光谱波段主要有： ➢0.3～1.15um，即紫外、可见光、近红外波段 ➢1.3～2.5um和3.5～5.0um，即近、中红外波段
➢ 3.5～5.5um，即中红外波段，该波段除通透反射 光外，也通透地面物体自身发射的热辐射能量；
➢ 8～14um，即远红外波段，主要通透来自地物辐 射的能量，适于夜间成像；
到达地面的太阳辐射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量
❖ 一般而言，绝大多数物体对可见光都不具备透射能力，而有些物
体如水，对一定波长的电磁波透射能力较强，特别是对0. 45～ 0. 56μm的蓝绿光波段，一般水体的透射深度可达10～20 m，
清澈水体可达100 m的深度。
❖ 对于一般不能透过可见光的地面物体，波长5cm的电磁波却有透 射能力，如超长波的透射能力就很强，可以透过地面岩石和土壤。
五、大气窗口
折射改变了太阳辐射的方向，并不改变太阳辐射的强度。 因此，就辐射强度而言，太阳辐射经过大气传输后，主要是 反射、吸收和散射的共同影响衰减了辐射强度，剩余部分即 为透过的部分。对遥感传感器而言，只能选择透过率高的波 段，才对观测有意义。
通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的， 透过率较高的波段称为大气窗口。
➢地物的电磁波响应特征随电磁波长改变而改变的规律 ➢不同类型的地物，其电磁波响应特性不同，因此地物波谱 特征是遥感识别地物的基础。
植被光谱曲线 土壤光谱曲线 水体光谱曲线 岩石光谱曲线 常见地物比较光谱曲线
返回 下一章
红外线的划分
近红外：0.76～3.0 µm，与可见光相似。 中红外：3.0～6.0 µm，地面常温下的辐射波 长，有热感，又叫热红外。 远红外：6.0～15.0 µm，地面常温下的辐射波 长，有热感，又叫热红外。 超远红外：15.0～1000 µm，多被大气吸收， 遥感探测器一般无法探测。
经 各过波段大的气衰层的减是太不阳本均辐节射衡结有的束。很大的衰减返；回
下一节
§3 太阳辐射与大气的作用
一、大气结构 二、大气成分 三、大气吸收作用 四、大气散射作用 五、大气窗口
本节结束
返回 下一节
一、大气结构
一般认为大气厚度1000km，且在垂直 方向自下而上可分为对流层、平流层、中流 层、热层（增温层），热层再往上就是接近 大气层外的顶部空间，也称为散逸层。
成太阳辐射的大气吸收带（如下表）。
O2吸收带 <0.2μm，0.155 μm最强
O3吸收带 0.2～0.36 μm，0.6 μm
H2O吸收带 0.5～0.9 μm , 0.95～2.85 μm，6.25 μm
CO2吸收带 1.35～2.85 μm, 2.7 μm,4.3 μm,14.5 μm
尘埃
吸收量很小
大气窗口
概念：由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波
段受到衰减的作用轻重不同，因而各波段的透射率也各不相同。我们
就把受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段叫大气窗口。
大气窗口
波段
透射率/% 应用举例
紫外可见光 近红外
0.3～1.3 μm
＞90
TM1-4、SPOT 的HRV
近红外 1.5～1.8 μm 80
在大气上界和海平面测得的太阳辐射曲线如图所示。
从太阳光谱曲线可以看出(…)：
太阳光谱相当于6000 K的黑体辐射；
太阳辐射的能量主要集中在可见光，其中0.38 ～ 0.76 µm的可见光能量占太阳辐射总能量的46%，最 大辐射强度位于波长0.47 µm左右；
到达地面的太阳辐射主要集中在0.3 ～ 3.0 µm波段， 包括近紫外、可见光、近红外和中红外；
➢ 0.8～2.5 cm，即微波波段，这一区间可以全天候 观测，而且是主动遥感方式，如侧视雷达。
§4 太阳辐射与地物的作用
太阳辐射与地表的相互作用(…)
地物太阳的辐射反到射达地率表后(…，一)部分反射，一部分吸收，一部
漫分反反透射到射射率达，（地(即…ρ面：）的)：太地阳辐物射的能反量射＝能反量射与能量入＋射吸总收能能量量的＋透比， 镜面反射(…) 射即能ρ=量(Pρ/ P 0)×100%。
散射现象的实质是电磁波在传输中遇到大气微粒 而产生的一种衍射现象。因此，这种现象只有当大 气中的分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波 长时才发生。大气散射有三种情况：
➢瑞利散射：大气粒子的直径远小于波长时发生
➢米氏散射：大气粒子的直径与波长相当时发生
➢无选择散射：当大气中粒子的直径比波长大得多 时发生的散射。
电磁波谱
按电磁波波长的长短，依次排列制成的图表叫 电磁波谱。
依次为： γ射线—X射线—紫外线—可见光—红外线—微 波—无线电波。 电磁波谱示图
To be continued…
遥感应用的电磁波波谱段
❖ 紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳光谱中，只 有0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏感， 但探测高度在2000 m以下。
L
15~30
P
30~100
BACK
植物的光谱曲线
返回
由于植物均进行光合作用，所以各类绿色植物具有很相似的反射波谱特性，其特 征是：在可见光波段0.55μm（绿光）附近有反射率为10%～20%的一个波峰， 两侧0.45μm（蓝）和0.67μm（红）则有两个吸收带。这一特征是由于叶绿素 的影响造成的，叶绿素对蓝光和红光吸收作用强，而对绿色反射作用强。在近红 外波段0.8μm～1.0μm间有一个反射的陡坡，至1.1μm附近有一峰值，形成植 被的独有特征。这是由于植被叶的细胞结构的影响，除了吸收和透射的部分，形 成的高反射率。在中红外波段（1.3～2.5μm）受到绿色植物含水量的影响，吸 收率大增，反射率大大下降，特别是以1.45μm、1.95μm和2.7μm为中心是水 的吸收带，形成低谷。
一➢地地致表物的不反在。论射不一入的同般射太波地方阳段物向辐的的如射反反何成射射，为率近其遥是似反感不漫射记同反出录的射来的。，的主但能要各量辐个在射方各能向个量反方。射向的是
能而特可➢➢➢在面个一地反反地量有别达反反原般表射射物大1物些是射射因0而吸率率的小0～体物波，造.言收是也反不42的体射在成50，太可与射同~反如出遥的m0绝阳以地光。射水的感。.，5大辐本测物谱满，方图6清μ多射定的曲节足对向像m澈数后的表线的反一才上结水物具。面：蓝射定能水体束体有颜反绿定波探面可对约色射光律长测有达可3、率波，的到时100见0粗随段入电电很0K光糙波m。射磁磁亮的的都度长一角波波，温深不和变般等则，有度度具湿化水于透水 时，。备度的体反射面很从透等曲的射能是暗而射有线透角力近，形能关。射。较似就成力。深只强的是自，度有，镜这身
➢ 大气外层：800～35 000 km ,空气极稀薄，对卫星基本上没有 影响。
BACK
大气成分
大气主要由气体分子、悬浮的微粒、水蒸气、 水滴等组成。 气体：N2，O2，H2O，CO2，CO，CH4，O3 悬浮微粒：尘埃
BACK
大气的吸收作用
大气的吸收作用： 大气中的各种成分对太阳辐射有选择性吸收，形
❖ 可见光：波长范围：0.38～0.76μm，人眼对可见光有 敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。
❖ 红外线：波长范围为0.76～1000μm，根据性质分为 近红外、中红外、远红外和超远红外。
❖ 微波：波长范围为1 mm～1 m，穿透性好，不受云雾
的影响。
本节结束
返回 下一节
§2 太阳辐射
太阳辐射：太阳是遥感主要的辐射源，又叫太阳光，
地表物体自身 热辐射为主
§5 地物的热辐射
温度一定时，物体的热辐射遵循基尔霍夫定律。
地物的发射率随波长变化的曲线叫发射光谱曲线。
地物的发射率与地表的粗糙度、颜色和温度有关。
表面粗糙、颜色暗，发射率高，反之发射率低。
地物的辐射能量与温度的四次方成正比，比热、热惯性大的地物， 发射率大。如水体夜晚发射率大，白天就小。
幅动波减态长少情微较1/况e波长H倍（=传，（(5海3感衍.本73面%×器射节）1风的现0的结-、3波象穿ε束1海透/长显2)深/浪分著δ度等的辨定）义缘率为的故比趋观。较肤测同低深。度时，H，是: 观由察于精其
式度中和：取ε为样地物速的度介往电往常数不；能δ为协地调物。的导电率返。回 下一节
§7 各典型地物的光谱曲线
二、大气成分
大气主要成分为分子和其他微粒。
三、大气吸收作用
太阳辐射穿 过大气层时，大气 分子对电磁波的某 些波段有吸收作用。 吸收作用使辐射能 量转变为分子的内 能，从而引起这些 波段太阳辐射强度 的哀减，甚至某些 波段的电磁波完全 不能通过大气。
大气吸收谱
四、大气散射作用
辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改 变。并向各个方向散开，称散射。散射使原传播方 向的辐射强度减弱，而增加向其他各方向的辐射。