-地物的反射辐射.ppt
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1、第二章遥感物理基础第二章遥感物理基础2.3 地物的反射辐射地物的反射辐射.2.3.1 2.3.1 电磁波传输的过程电磁波传输的过程太阳辐射地物辐射电磁波.As the electromagnetic waves travel through space,their energy interacts with matter:(1)reflection off the object;(2)absorption by the object;(3)Transmission(透射透射)through the object.太阳辐射到达地表后,太阳辐射到达地表后,一部分反射,一部分吸一部分反射,一部分吸收
2、,一部分透射,即:收,一部分透射,即:到达地面的太阳辐射能到达地面的太阳辐射能量反射能量吸收能量反射能量吸收能量透射能量。量透射能量。.2.3.1 2.3.1 电磁波传输的过程电磁波传输的过程v一一般般而而言言,绝绝大大多多数数物物体体对对可可见见光光都都不不具具备备透透射射能能力力,而而有有些些物物体体如如水水,对对一一定定波波长长的的电电磁磁波波则则透透射射能能力力较较强强,特特别别是是0.45 0.56m的的蓝蓝绿绿光光波波段段。一一般般水水体体的的透透射射深深度度可可达达1020 m,清清澈澈水水体体可可达达100 m的深度。的深度。v地地物物的的反反射射:太太阳阳光光通通过过大大气气
3、层层照照射射到到地地球球表表面面,地地物物会会发发生生反反射射作作用用,反反射射后后的的短短波波辐辐射射一一部部分分为为遥感器所接收。遥感器所接收。v地表反射的太阳辐射成为遥感记录的主要辐射能量地表反射的太阳辐射成为遥感记录的主要辐射能量。.物体表面性质对反射的影响物体表面性质对反射的影响地地物物的的反反射射类类型型:根根据据地地表表目目标标物物体体表表面面性性质质不不同同,物物体体反反射射大大体体可可以以分分为为3 3种种类类型型,即即镜镜面面反反射射、漫漫反反射射、实实际际物体的反射物体的反射(1 1)镜镜面面反反射射:发发生生在在光光滑滑物物体体表表面面的的一一种种反反射射。物物体体的的
4、反反射射满满足足反反射射定定律律,反反射射波波和和入入射射波波在在同同一一平平面面内内,入入射射角角等等于于反反射射角角。只只有有在在反反射射波波射射出出的的方方向向才才能能探探测测到到电电磁波。磁波。例例子子:水水面面是是近近似似的的镜镜面面反反射射,在在遥遥感感图图像像上上水水面面有有时时很很亮亮,有有时时很很暗暗,就就是是这个原因造成的。这个原因造成的。.(2 2)漫漫反反射射:发发生生在在非非常常粗粗糙糙的的表表面面上上的的一一种种反反射射现现象象。不不论论入入射射方方向向如如何何,其其反反射射出出来来的的能能量量在在各各个个方方向向是是一一致致的的。即即当当入入射射辐辐照照度度一一定
5、定时时,从从任任何何角角度度观观察察反反射射面面,其其反反射射辐辐照照亮亮度度是是一一个常数,这种反射面又叫个常数,这种反射面又叫朗伯面朗伯面。物体表面性质对反射的影响物体表面性质对反射的影响.(3 3)实实际际物物体体反反射射(方方向向反反射射):介介于于镜镜面面和和朗朗伯伯面面(漫漫反反射射)之之间间的的一一种种反反射射。自自然然界界种种绝绝大大多多数数地地物物的的反反射射都都属于这种类型的反射,又叫非朗伯面反射。属于这种类型的反射,又叫非朗伯面反射。对对太太阳阳短短波波辐辐射射的的反反射射具具有有各各向向异异性性,即即实实际际物物体体面面在在有有入射波时各个方向都有反射能量,但大小不同。
6、入射波时各个方向都有反射能量,但大小不同。物体表面性质对反射的影响物体表面性质对反射的影响.了解物体表面性质对反射影响的意义了解物体表面性质对反射影响的意义v遥遥感感图图像像上上记记录录的的辐辐射射亮亮度度,既既与与辐辐射射入入射射方方位位角角和和天天顶角顶角有关,也与反射方向的有关,也与反射方向的方位角和天顶角方位角和天顶角有关。有关。v由由于于镜镜面面反反射射会会造造成成太太阳阳光光直直接接进进入入遥遥感感器器,在在成成像像时时间间选选择择上上,应应避避免免中中午午成成像像,防防止止形形成成镜镜面面反反射射。否否则则水水体体会会形形成成非非常常亮亮的的耀耀斑斑,周周围围地地物物的的反反射射
7、信信息息有有受受到到干干扰扰和削弱。和削弱。.入射能量入射能量反反射射能能量量透射能量透射能量吸吸收收能能量量2.3.2 地物反射波谱地物反射波谱反射率:反射率:地物的反射能量与入地物的反射能量与入射总能量的比,即射总能量的比,即=(=(P P/P P 0 0)100%)100%。表征物体对电磁波表征物体对电磁波谱的反射能力。谱的反射能力。.2.3.2 地物反射波谱地物反射波谱反射率是在理想的漫反射情况下定义的,是指在整个电反射率是在理想的漫反射情况下定义的,是指在整个电磁波波长范围的平均反射率。磁波波长范围的平均反射率。反射率是可以测定的。反射率是可以测定的。地物在不同波段的反射率是不同的,
8、利用地物反射率的地物在不同波段的反射率是不同的,利用地物反射率的差别,可以判断地物的属性。差别,可以判断地物的属性。反射率也与地物的表面颜色、粗糙度和湿度等有关。反射率也与地物的表面颜色、粗糙度和湿度等有关。.地物反射波谱是研究可见光至近红外波段上地物反射率随波长的变化规律。表示形式:横坐标表示波长,纵坐标表示反射率。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。2.3.2 地物反射波谱地物反射波谱.v绝绝大大部部分分地地物物的的波波谱谱值值具具有有一一定定的的变变幅幅,它它们们的的波波谱谱特征不是一条曲线,
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