一➢地地致表物的反在。射不一的同般太波地阳段物辐的的射反反成射射为率近遥是似感不漫记同反录的射的。，主但要各辐个射方能向量反。射的
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§1 遥感的电磁波原理
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
电磁波谱与地物波谱特征
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。
电磁波谱与地物波谱特征 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。
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。
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电磁波谱与地物波谱特征
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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。 二、大气成分
大气主要成分为分子和其他微粒。
电磁波谱与地物波谱特征
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。
➢ 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。
电磁波谱与地物波谱特征
§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…ρ面：）的)：太地阳辐物射的能反量射＝能反量射能与量入＋射吸总收能能量量＋的透比， 镜面反射(…) 射即能ρ=不量(P论ρ/入P射0)方×向10如0%何，。其反射出来的能量在各个方向是
第二章电磁辐射与地物光谱特征
本章提要(…)
本§1章遥主要感介的绍电磁波原理 遥包感括§的地2物 物理 的基 电础 磁， 波 特性§、3太太阳辐阳射辐、射与大气的作用 大影气响对、§太 大4 阳 气太辐 窗阳射 口辐的 的射与地物的作用 概念§、5地地物反物射的太热辐射 阳物光的§谱热6的 辐微特 射性 、波、 地与地 物地物的作用 §7 与微波的各作用典机型理地。物电磁波的谱与光地物波谱谱特征曲线
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§1 遥感的电磁波原理
电磁波 交互变化的电磁场在空间的传播。
描述电磁波特性的指标 波长、频率、振幅、位相等。
电磁波的特性 电磁波是横波，传播速度为3×108 m/s，不需要 媒质也能传播，与物质发生作用时会有反射、吸收、 透射、散射等，并遵循同一规律。
To be 电磁波谱与地物波谱特征 continued…
的热辐射，其峰值波长为9.66 μm，主要集中在长波，即
6μm以上的热红外区电段磁。波谱与地物波谱特征
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地球辐射的分段特性
地球表面与大气电磁辐射的总和称为地球辐 射。
❖ 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。
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§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，
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；
经 各过波大 段气 的层 衰的 减太是阳不本电辐均磁节波射衡谱结与有的地束物很。波谱大特征的衰减返；回
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§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
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
电磁波谱与地物波谱特征
➢ 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；
电磁波谱与地物波谱特征
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。