第二章--电磁波谱与地物波谱特征ppt课件.ppt

本章提要本章提要 2.1 2.1 电磁波与电磁波谱电磁波与电磁波谱2.2 2.2 太太阳阳辐辐射射及及大大气气对对辐辐射射的的影影响响2.3 2.3 地球的辐射与地物波谱地球的辐射与地物波谱第二章第二章第二章第二章 电磁辐射与地物光谱特征电磁辐射与地物光谱特征电磁辐射与地物光谱特征电磁辐射与地物光谱特征本本章章主主要要介介绍绍遥遥感感的的物物理理基基础础，包包括括电电磁磁波波特特性性、太太阳阳辐辐射射、大大气气对对太太阳阳辐辐射射的的影影响响、地地物物反反射射波波谱谱特特征征与测量。与测量。2.1 2.1 2.1 2.1 电磁波与电磁波谱电磁波与电磁波谱电磁波与电磁波谱电磁波与电磁波谱2.1.1 2.1.1 电磁波电磁波2.1.2 2.1.2 电磁波谱电磁波谱2.1.3 2.1.3 遥感应用电磁波段遥感应用电磁波段2.1.4 2.1.4 黑体辐射黑体辐射2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 电磁波电磁波电磁波电磁波波：振动的传播成为波。波：振动的传播成为波。电磁波：电磁振动的传播。电磁波：电磁振动的传播。描述电磁波特性的指标：波长、频率、振幅等。描述电磁波特性的指标：波长、频率、振幅等。2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 电磁波电磁波电磁波电磁波l电磁波的特性电磁波的特性电磁波是横波；电磁波是横波；在真空中以光速传播，速度为在真空中以光速传播，速度为3 310108 8 m/sm/s；在传播过程中伴有反射、折射、吸收、透射和散射等现在传播过程中伴有反射、折射、吸收、透射和散射等现象。象。电磁波谱示图电磁波谱示图 2.1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 电磁波谱电磁波谱电磁波谱电磁波谱电磁波谱：按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增电磁波谱：按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减依次排列制成的图表叫电磁波谱。或递减依次排列制成的图表叫电磁波谱。该波谱以频率从高到低排列，可划分为该波谱以频率从高到低排列，可划分为射线、射线、X X射线、射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波。紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波。在遥感中较多使用的是可见光、红外和微波波段。在遥感中较多使用的是可见光、红外和微波波段。遥感应用各电磁波波长遥感应用各电磁波波长遥感应用各电磁波波长遥感应用各电磁波波长2.1.3 2.1.3 遥感应用电磁波段遥感应用电磁波段2.1.3 2.1.3 遥感应用电磁波段遥感应用电磁波段互补光：如果某两种相对应颜色的光按一定比例混合，互补光：如果某两种相对应颜色的光按一定比例混合，可以成为白光，那么这两种色光就称为互补色光。可以成为白光，那么这两种色光就称为互补色光。色环图中直径两端色环图中直径两端的颜色为互补色。的颜色为互补色。l l紫外线紫外线紫外线紫外线波长范围为波长范围为0.00.01 1-0.-0.4 4mm太阳辐射含有紫外线，通过。太阳辐射含有紫外线，通过大气层时，波长短于大气层时，波长短于0.3m0.3m的能量几乎都被吸收，只有的能量几乎都被吸收，只有0.3-0.0.3-0.4 4mm波长到达地面。波长到达地面。紫外线强烈作用于皮肤时，皮肤上出现红斑、痒、水紫外线强烈作用于皮肤时，皮肤上出现红斑、痒、水疱、水肿、眼痛等，使皮肤老化产生皱纹、斑点，严重的疱、水肿、眼痛等，使皮肤老化产生皱纹、斑点，严重的还可引起皮肤癌。只要不接收过量的紫外线，对人体是有还可引起皮肤癌。只要不接收过量的紫外线，对人体是有益无害的，还可以帮助身体促进钙的吸收，在日常生活中益无害的，还可以帮助身体促进钙的吸收，在日常生活中对灭虫杀菌有一定的作用。对灭虫杀菌有一定的作用。2.1.3 2.1.3 遥感应用电磁波段遥感应用电磁波段2.1.3 2.1.3 遥感应用电磁波段遥感应用电磁波段波长范围从波长范围从0.38-0.76m0.38-0.76m。它由红、橙、黄、绿、青、。它由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色光组成。人眼对可见光有敏锐的感觉，不仅对可蓝、紫色光组成。人眼对可见光有敏锐的感觉，不仅对可见光的全色光，而且对不同波段的单色光，也都具有敏锐见光的全色光，而且对不同波段的单色光，也都具有敏锐的分辨能力，其中对的分辨能力，其中对0.550.55 m m最敏感，所以可见光是作为最敏感，所以可见光是作为鉴别物质特征的主要波段。鉴别物质特征的主要波段。l l可见光可见光可见光可见光2.1.3 2.1.3 遥感应用电磁波段遥感应用电磁波段2.1.3 2.1.3 遥感应用电磁波段遥感应用电磁波段波长范围为波长范围为0.760.761000m 1000m，分为：，分为：近红外（近红外（0.76-3.0m 0.76-3.0m）中红外（中红外（3.0-6.0m 3.0-6.0m）远红外（远红外（6.0-15.0m 6.0-15.0m）超远红外（超远红外（15-1000m 15-1000m）近红外在性质上与可见光相似，所以又称为光红外。近红外在性质上与可见光相似，所以又称为光红外。中红外、远红外和超远红外是产生热感的原因，所以又称中红外、远红外和超远红外是产生热感的原因，所以又称为热红外。为热红外。应用实例：红外线夜视仪，监控设备，宾馆的房门卡，汽应用实例：红外线夜视仪，监控设备，宾馆的房门卡，汽车、电视机的遥控器、洗手池的红外感应，饭店门前的感车、电视机的遥控器、洗手池的红外感应，饭店门前的感应门等。应门等。l l红外线红外线红外线红外线2.1.3 2.1.3 遥感应用电磁波段遥感应用电磁波段微波的波长范围微波的波长范围1mm-lm1mm-lm。微波遥感是借助微波散射现象来。微波遥感是借助微波散射现象来探测地物的性质。穿透性好，基本不受云雾影响。探测地物的性质。穿透性好，基本不受云雾影响。l微波微波2.13 2.1.3 遥感应用电磁波段遥感应用电磁波段微波遥感特性：微波遥感特性：能全天候、全天时工作；能全天候、全天时工作；对某些地物具有特殊的波谱特征；对某些地物具有特殊的波谱特征；对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力；对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力；对海洋遥感具有特殊意义；对海洋遥感具有特殊意义；分辨率较低，但特征明显。分辨率较低，但特征明显。这一特性可以用来探测这一特性可以用来探测隐藏在林下的地形、地隐藏在林下的地形、地质构造、军事目标以及质构造、军事目标以及埋藏在地下的工程、矿埋藏在地下的工程、矿藏、地下水等。藏、地下水等。微波对于海水特别敏感，微波对于海水特别敏感，其波长很适合于海面动态其波长很适合于海面动态情况（海面风、海浪等）情况（海面风、海浪等）的观测。的观测。主要是由于其波长较长，主要是由于其波长较长，衍射现象显著的缘故。衍射现象显著的缘故。对干沙可以穿透几十米，对干沙可以穿透几十米，对冰层能穿透对冰层能穿透100m100m左右左右2.1.3 2.1.3 遥感应用电磁波段遥感应用电磁波段雷达是有源传感器（自己提供照射）并不依赖于日光。雷达是有源传感器（自己提供照射）并不依赖于日光。在汶川地震遥感监测中，高分辨率在汶川地震遥感监测中，高分辨率SARSAR发挥了重要作用。发挥了重要作用。在在5 5月月1313日至日至5 5月月1515日，灾区一直是阴雨天，光学遥感日，灾区一直是阴雨天，光学遥感（卫星和航空）都无法得到图像，通讯也基本中断，（卫星和航空）都无法得到图像，通讯也基本中断，5 5月月1313日日本方面日日本方面ALOS PALSARALOS PALSAR首先获得首先获得ScanSARScanSAR模式的图像，模式的图像，但是分辨率为但是分辨率为100m100m，无法应用；意大利的，无法应用；意大利的COSMO SkyMedCOSMO SkyMed首先得到都江堰首先得到都江堰3m3m和和1m1m分辨率的分辨率的SARSAR图像；图像；5 5月月1414日我国日我国的遥感的遥感1 1号得到分辨率为号得到分辨率为5m5m的灾区的灾区SARSAR图像。图像。在在20082008春节期间我国南方地区的冰雪灾害过程中，在历春节期间我国南方地区的冰雪灾害过程中，在历次洪涝灾害过程中，在我国南方地区农作物生长的关键次洪涝灾害过程中，在我国南方地区农作物生长的关键时刻，经常是阴云密布，或大雨滂沱，只有时刻，经常是阴云密布，或大雨滂沱，只有SARSAR能够工作能够工作得到遥感图像。得到遥感图像。l 绝对黑体（绝对黑体（black bodyblack body）如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，即如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，即吸收率吸收率=1=1，则这种物体称为绝对黑体，或简称黑体。，则这种物体称为绝对黑体，或简称黑体一般物体收到辐射时，对辐射能量总是有吸收、反射。一般物体收到辐射时，对辐射能量总是有吸收、反射。吸收部分占总能量的份额称为吸收率，其值在吸收部分占总能量的份额称为吸收率，其值在0-10-1之间。黑颜之间。黑颜色的物体吸收能力大于白颜色的物体，吸收系数也比较大。色的物体吸收能力大于白颜色的物体，吸收系数也比较大。如黑色的煤烟，其吸收系数接近如黑色的煤烟，其吸收系数接近99%99%，被认为是最接近绝，被认为是最接近绝对黑体的自然物质。恒星和太阳的辐射也被看做是接近黑体对黑体的自然物质。恒星和太阳的辐射也被看做是接近黑体辐射的辐射源。但实际上自然界并不存在绝对黑体。辐射的辐射源。但实际上自然界并不存在绝对黑体。2.1.4 2.1.4 2.1.4 2.1.4 黑体辐射黑体辐射黑体辐射黑体辐射2.2 2.2 2.2 2.2 太阳辐射及大气对辐射的影响太阳辐射及大气对辐射的影响太阳辐射及大气对辐射的影响太阳辐射及大气对辐射的影响2.2.12.2.1 太阳辐射太阳辐射2.2.22.2.2 大气吸收大气吸收2.2.32.2.3 大气散射大气散射2.2.4 2.2.4 大气窗口大气窗口l太阳是被动遥感最主要的辐射源。太阳是被动遥感最主要的辐射源。2.2.1 2.2.1 2.2.1 2.2.1 太阳辐射太阳辐射太阳辐射太阳辐射 0 0太阳光谱曲线太阳光谱曲线l从太阳光谱曲线可看出：从太阳光谱曲线可看出：2.2.1 2.2.1 2.2.1 2.2.1 太阳辐射太阳辐射太阳辐射太阳辐射到达地面的太阳辐射包括近紫外、可见光和红外；到达地面的太阳辐射包括近紫外、可见光和红外；太阳辐射的光谱是连续光谱；太阳辐射的光谱是连续光谱；太阳辐射的能量主要集中在可见光；太阳辐射的能量主要集中在可见光；最大辐射强度位于波长最大辐射强度位于波长0.470.47 m m左右；左右；经过大气层的太阳辐射有很大的衰减；经过大气层的太阳辐射有很大的衰减；各波段的衰减是不均衡的。各波段的衰减是不均衡的。l太阳常数：指不受大气影响，在距太阳一个天文单位内，太阳常数：指不受大气影响，在距太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射方向上，单位面积单位时间黑体所接收垂直于太阳光辐射方向上，单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量。的太阳辐射能量。I=1.360 I=1.360 10103 3 W/mW/m2 2根据日地距离计算出太阳的总辐射通量为：根据日地距离计算出太阳的总辐射通量为：=太阳常数太阳常数*4r4r2 2=3.826=3.826 10102626W W 2.2.1 2.2.1 2.2.1 2.2.1 太阳辐射太阳辐射太阳辐射太阳辐射 2.2.1 2.2.1 2.2.1 2.2.1 太阳辐射太阳辐射太阳辐射太阳辐射1 1、大气垂直结构、大气垂直结构 对流层对流层 平流层平流层 电离层电离层 外大气层外大气层2.2.2 2.2.2 大气吸收大气吸收散散逸逸层层热热层层中中间间层层2.2.2 2.2.2 大气吸收大气吸收为大气的底层，对流层中空气作垂直运动而形成对流，为大气的底层，对流层中空气作垂直运动而形成对流，热量的传递产生天气现象。其高度在热量的传递产生天气现象。其高度在71712km2km，温度随高度，温度随高度的增加而降低，高度每增加的增加而降低，高度每增加1km1km，温度下降，温度下降6 6，气象变化，气象变化强，是现代航空遥感主要活动的区域。强，是现代航空遥感主要活动的区域。在对流层内，由于大气层的吸收作用，使电磁波传播在对流层内，由于大气层的吸收作用，使电磁波传播受到衰减。受到衰减。l对流层对流层2.2.2 2.2.2 大气吸收大气吸收其其高高度度在在12801280kmkm，层层内内气气流流比比较较稳稳定定，没没有有明明显显对对流流，几几乎乎没没有有天天气气现现象象。在在25km25km以以下下气气温温一一般般保保持持恒恒温温约约为为-5555 C C，25-25-8080kmkm以以上上气气温温随随高高度度递递增增（臭臭氧氧吸吸收收了了太太阳阳紫紫外外光光），平平流流层层的的上上部部又又称称中中间间层层，中中间间层层内内温温度度随随高高度度增增加而递减。加而递减。l平流层平流层2.2.2 2.2.2 大气吸收大气吸收其其高高度度在在801000km801000km，大大气气十十分分稀稀薄薄，下下部部称称为为热热层层，上上部部称称为为散散逸逸层层。大大气气中中的的O O2 2、N N2 2受受紫紫外外线线照照射射处处于于电电离离状状态态，热热层层的的空空气气分分子子和和粒粒子子直直接接吸吸收收太太阳阳辐辐射射能能量量，使使气气温温升高，温度随高度增加而递增。升高，温度随高度增加而递增。对对可可见见光光、红红外外直直至至微微波波的的影影响响较较小小，是是人人造造地地球球卫卫星星绕地球运行的主要空间层。绕地球运行的主要空间层。l电离层电离层2.2.2 2.2.2 大气吸收大气吸收该位于离地面该位于离地面1000km1000km高度以上直至几万公里，该层空高度以上直至几万公里，该层空气极为稀薄，该层对卫星运行基本上没有影响。气极为稀薄，该层对卫星运行基本上没有影响。800km800km以上高度的空气极为稀薄，已对遥感产生不了以上高度的空气极为稀薄，已对遥感产生不了影响，因此真正对太阳辐射影响最大的是对流层和平流层。影响，因此真正对太阳辐射影响最大的是对流层和平流层。l外大气层外大气层2.2.2 2.2.2 大气吸收大气吸收2 2、大气成分、大气成分2.2.2 2.2.2 大气吸收大气吸收大气主要成分为分子和悬浮微粒。大气主要成分为分子和悬浮微粒。分子：分子：N N2 2和和O O2 2占占99%99%，其余为，其余为O O3 3、COCO2 2 、H H2 2O O等。等。悬浮微粒：烟、尘埃、雾霾、水滴及气溶胶。悬浮微粒：烟、尘埃、雾霾、水滴及气溶胶。气溶胶是一种固体、液体的悬浮物，有固体的核心，如气溶胶是一种固体、液体的悬浮物，有固体的核心，如尘埃，花粉，微生物，海水的盐粒等，在核心外包有液体。尘埃，花粉，微生物，海水的盐粒等，在核心外包有液体。2.2.2 2.2.2 大气吸收大气吸收3 3 3 3、大气对辐射的吸收作用、大气对辐射的吸收作用、大气对辐射的吸收作用、大气对辐射的吸收作用太太阳阳辐辐射射在在通通过过大大气气层层时时，约约有有3030被被云云层层和和其其它它大大气气成成分分反反射射回回宇宇宙宙空空间间，1717被被大大气气吸吸收收，2222被被大大气气散散射，仅有射，仅有3131的太阳辐射直射到地面。的太阳辐射直射到地面。其其中中，大大气气层层中中H H2 2O O、O O2 2、COCO2 2、O O3 3对对太太阳阳辐辐射射产产生生选选择择性性吸吸收收，由由于于各各种种气气体体对对太太阳阳辐辐射射波波长长吸吸收收特特性性不不同同，使使有有些些波波段段范范围围通通过过大大气气层层到到达达地地面面，而而另另一一些些波波段段则则全全部部被吸收不能到达地面。被吸收不能到达地面。2.2.2 2.2.2 大气吸收大气吸收2.2.2 2.2.2 大气吸收大气吸收l l水（水（水（水（H H H H2 2 2 2O O O O）它它是是吸吸收收太太阳阳辐辐射射能能量量最最强强的的介介质质。从从可可见见光光、红红外外直直至至微微波波波波段段，都都有有水水汽汽的的吸吸收收带带。主主要要有有2.52.5-3.03.0mm，5-5-7m,7m,0.94m,0.94m,1.131.13mm,1.381.38mm,3.24,3.24mm及及2424mm以以上上对对微波的强吸收带。微波的强吸收带。2.2.2 2.2.2 大气吸收大气吸收l l氧（氧（氧（氧（O O O O2 2 2 2）对对太太阳阳辐辐射射能能量量吸吸收收很很强强。在在0.2-0.30.2-0.32 2mm附附近近有有很很强强的吸收带，此外的吸收带，此外0.6m06m和和9.69.6mm的吸收也很强。的吸收也很强。在在波波长长0.155m0.155m处处吸吸收收最最强强。在在低低层层大大气气内内几几乎乎观观测测不不到到小小于于0.2m0.2m的的太太阳阳辐辐射射，在在0.6m0.6m和和0 0.76m.76m附附近近，各各有一个窄吸收带。有一个窄吸收带。l臭氧（臭氧（O O3 3）2.2.2 2.2.2 大气吸收大气吸收它它的的吸吸收收主主要要在在红红外外区区内内，吸吸收收峰峰主主要要是是2 2.8m.8m、4.34.3mm与与14.5m14.5m。l l二氧化碳（二氧化碳（二氧化碳（二氧化碳（COCOCOCO2 2 2 2）它它对对太太阳阳辐辐射射也也有有一一定定的的吸吸收收作作用用，但但吸吸收收量量很很少少。当当有有沙沙暴暴、烟烟雾雾和和火火山山爆爆发发等等现现象象发发生生时时，大大气气中中尘尘埃埃急急剧增加，这时它的吸收作用才比较显著。剧增加，这时它的吸收作用才比较显著。l尘埃尘埃2.2.2 2.2.2 大气吸收大气吸收辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向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，成为散射。散射使原传播方向的辐射强度减各个方向散开，成为散射。散射使原传播方向的辐射强度减弱，而增加向其他方向的辐射，主要发生在可见光区。对遥弱，而增加向其他方向的辐射，主要发生在可见光区。对遥感图像来说，降低了传感器接收数据的质量。感图像来说，降低了传感器接收数据的质量。2.2.3 2.2.3 大气散射大气散射散射现象是实质是电磁波在传输中散射现象是实质是电磁波在传输中遇到大气颗粒而产生的一种衍射现象。遇到大气颗粒而产生的一种衍射现象。2.2.3 2.2.3 大气散射大气散射衍射：指电磁波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。衍射：指电磁波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。根据波长与散射微粒大小之间的关系，大气散射有三种根据波长与散射微粒大小之间的关系，大气散射有三种情况：情况：l瑞利散射瑞利散射l米氏散射米氏散射l无选择性散射无选择性散射2.2.3 2.2.3 大气散射大气散射l l瑞利散射瑞利散射瑞利散射瑞利散射当大气微粒的直径（当大气微粒的直径（d d）比辐射波长（）比辐射波长（）小得多时发生）小得多时发生的散射（的散射（ddd）。这种散射的特点是散射强度与波长无关，即任何波长散这种散射的特点是散射强度与波长无关，即任何波长散射强度相同。如大气中的水滴、雾、烟、尘埃等气溶胶对太射强度相同。如大气中的水滴、雾、烟、尘埃等气溶胶对太阳辐射，常常会出现这种散射。阳辐射，常常会出现这种散射。2.2.3 2.2.3 大气散射大气散射2.2.4 2.2.4 大气窗口大气窗口1 1、大气折射、大气折射电磁波穿过大气层时，除发生吸收和散射外，还会出电磁波穿过大气层时，除发生吸收和散射外还会出现传播方向的变化，即折射。现传播方向的变化，即折射。大气的折射率与大气大气的折射率与大气密度相关，密度越大折密度相关，密度越大折射率越大。离地面越高，射率越大。离地面越高，空气越稀薄，折射也越空气越稀薄，折射也越小。小。2.2.4 2.2.4 大气窗口大气窗口2 2、大气反射、大气反射太阳辐射穿过大气时，被大气中的云层和较大尘埃将太阳辐射穿过大气时，被大气中的云层和较大尘埃将其一部分反射到宇宙空间去，从而削弱到达地面的太阳辐其一部分反射到宇宙空间去，从而削弱到达地面的太阳辐射，称为大气反射。射，称为大气反射。2.2.4 2.2.4 大气窗口大气窗口3 3、大气逆辐射、大气逆辐射大气吸收地面长波辐射的同时，又以辐射的方式向地大气吸收地面长波辐射的同时，又以辐射的方式向地面放射能量。面放射能量。太阳辐射经过大气的削弱作太阳辐射经过大气的削弱作用（吸收、反射、散射），用（吸收、反射、散射），到达地面，转为地面辐射，到达地面，转为地面辐射，地面辐射返还给大气，转为地面辐射返还给大气，转为大气辐射，大气辐射一部分大气辐射，大气辐射一部分射向宇宙空间，另一部分返射向宇宙空间，另一部分返还给地面，称为大气逆辐射。还给地面，称为大气逆辐射。2.2.4 2.2.4 大气窗口大气窗口4 4、大气窗口、大气窗口大气层的反射、吸收和散射作用，削弱了太阳辐射的大气层的反射、吸收和散射作用，削弱了太阳辐射的能量。剩余部分即为透过的部分。能量。剩余部分即为透过的部分。通常把太阳辐射通过大气层时，较少被反射、吸收和通常把太阳辐射通过大气层时，较少被反射、吸收和散射的，透射率较高的波段称为大气窗口。散射的，透射率较高的波段称为大气窗口。大气窗口的光谱波段主要有：大气窗口的光谱波段主要有：2.2.4 2.2.4 大气窗口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0.31.3 m90TM1-4、SPOT的HRV近、中红外1.51.8 m2.03.5 m80TM5、TM7中红外3.55.5 mNOAA的AVHRR远红外814 m6070TM6微波0.82.5cm100Radarsat地物的光谱特性是遥感技术的重要理论依据，它既为传地物的光谱特性是遥感技术的重要理论依据，它既为传感器工作波段的选择提供依据，又是遥感数据正确分析和判感器工作波段的选择提供依据，又是遥感数据正确分析和判读的理论基础，同时也可作为利用计算机进行数字图像处理读的理论基础，同时也可作为利用计算机进行数字图像处理和分类时的参考标准。和分类时的参考标准。2.3.12.3.1 地物反射光谱特征地物反射光谱特征2.3.2 2.3.2 常见地物的光谱曲线常见地物的光谱曲线2.3.3 2.3.3 常见地物的光谱曲线比较常见地物的光谱曲线比较2.3 2.3 地球的辐射与地物波谱地球的辐射与地物波谱辐射能量入射到任何地物表面上，一部分被反射；一部辐射能量入射到任何地物表面上，一部分被反射；一部分被吸收，还有一部分透射穿过地物。根据能量守恒定律可分被吸收，还有一部分透射穿过地物。根据能量守恒定律可得：得：到达地面的太阳辐射能量反射能量吸收能量透射能量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，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则透射能力较强，特而有些物体如水，对一定波长的电磁波则透射能力较强，特别是别是0.450.56m0.450.56m的蓝绿光波段。一般水体的透射深度可的蓝绿光波段。一般水体的透射深度可达达1020m1020m，浑浊水体则为，浑浊水体则为12m12m，清澈水体可达，清澈水体可达100m100m的深度。的深度。2.3.1 2.3.1 地物反射光谱特征地物反射光谱特征不同地物对入射光的反射能力是不一样的，通常采用反不同地物对入射光的反射能力是不一样的，通常采用反射率（或反射系数）来表示。反射率等于地物的反射能量与射率（或反射系数）来表示。反射率等于地物的反射能量与入射总能量的比值，通常用百分数表示。入射总能量的比值，通常用百分数表示。=P=P/P/P0 0*100%*100%1 1 1 1、地物反射率、地物反射率、地物反射率、地物反射率2.3.1 2.3.1 地物反射光谱特征地物反射光谱特征地物在不同波段的反射率是不同的。地物在不同波段的反射率是不同的。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。根据物体的表面状况，将反射分为三种：镜面反射、漫根据物体的表面状况，将反射分为三种：镜面反射、漫反射和实际物体反射。反射和实际物体反射。2 2 2 2、物体的反射、物体的反射、物体的反射、物体的反射2.3.1 2.3.1 地物反射光谱特征地物反射光谱特征镜面反射：即物体的反射面镜面反射：即物体的反射面是光滑的，如镜子，平静的是光滑的，如镜子，平静的水面等。水面等。漫反射：是投射在粗糙表面漫反射：是投射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现上的光向各个方向反射的现象。象。实际地物反射：介于镜面和实际地物反射：介于镜面和漫反射面之间的反射。漫反射面之间的反射。地地物物的的反反射射波波谱谱指指地地物物反反射射率率随随波波长长的的变变化化规规律律。地地物物反反射射率率与与入入射射光光波波长长密密切切相相关关，这这种种函函数数关关系系称称之之为为地地物反射光谱特征，可用曲线表示，称为地物反射光谱曲线。物反射光谱特征，可用曲线表示，称为地物反射光谱曲线。地地物物反反射射波波谱谱曲曲线线除除随随不不同同地地物物不不同同外外，同同种种地地物物在在不同内部结构和外部条件下形态表现也不同。不同内部结构和外部条件下形态表现也不同。3 3 3 3、地物反射光谱特征、地物反射光谱特征、地物反射光谱特征、地物反射光谱特征2.3.1 2.3.1 地物反射光谱特征地物反射光谱特征l植物的光谱曲线植物的光谱曲线2.3.2 2.3.2 常见地物的光谱曲线常见地物的光谱曲线l土壤的光谱曲线土壤的光谱曲线2.3.2 2.3.2 常见地物的光谱曲线常见地物的光谱曲线土质越细反射土质越细反射率越高，有机率越高，有机质含量越高和质含量越高和含水量越高反含水量越高反射率越低。射率越低。l水体的光谱曲线水体的光谱曲线2.3.2 2.3.2 常见地物的光谱曲线常见地物的光谱曲线整体反射率非常低，整体反射率非常低，蓝绿光波段相对较高，蓝绿光波段相对较高，其他波段吸收都很强，其他波段吸收都很强，特别到了近红外波段特别到了近红外波段几乎为零。因此，在几乎为零。因此，在遥感影像上，水体呈遥感影像上，水体呈黑色。黑色。l岩石的光谱曲线岩石的光谱曲线2.3.2 2.3.2 常见地物的光谱曲线常见地物的光谱曲线2.3.3 2.3.3 常见地物的光谱曲线比较常见地物的光谱曲线比较2.3.3 2.3.3 常见地物的光谱曲线比较常见地物的光谱曲线比较2.3.3 2.3.3 常见地物的光谱曲线比较常见地物的光谱曲线比较2.3.3 2.3.3 常见地物的光谱曲线比较常见地物的光谱曲线比较水等地物表面温度的昼夜变化水等地物表面温度的昼夜变化水等地物表面温度的昼夜变化水等地物表面温度的昼夜变化2 2、晴朗的天空呈现蔚蓝色，是由于太阳光穿过大气层时（、晴朗的天空呈现蔚蓝色，是由于太阳光穿过大气层时（）A.A.直接到达地面的蓝光比重大直接到达地面的蓝光比重大 B.B.空气分子使蓝光发生散射作用空气分子使蓝光发生散射作用C.C.高层大气分子大量吸收蓝色光高层大气分子大量吸收蓝色光 D.D.到达地面的蓝色光又完全被反射到高空到达地面的蓝色光又完全被反射到高空补充练习题补充练习题1 1、太阳辐射的能量主要集中在（、太阳辐射的能量主要集中在（）A.A.可见光区可见光区 B.B.红外区红外区 C.C.紫外区紫外区 D.XD.X射线区射线区A A B B 4 4、大气的保温效应是因为（、大气的保温效应是因为（）A.A.大气对太阳辐射的选择性吸收作用大气对太阳辐射的选择性吸收作用 B.B.地面的反射作用地面的反射作用C.C.大气对太阳辐射的散射作用大气对太阳辐射的散射作用 D.D.大气逆辐射对地面热量的补偿作用大气逆辐射对地面热量的补偿作用补充练习题补充练习题3 3、白天多云气温比晴天低，其主要原因是大气对太阳辐射、白天多云气温比晴天低，其主要原因是大气对太阳辐射的（的（）A.A.吸收作用吸收作用 B.B.散射作用散射作用 C.C.反射作用反射作用 D.D.保温作用保温作用C C D D 小题小题1:1:反射率最高和最低的分别是（反射率最高和最低的分别是（）A.A.新雪、耕地新雪、耕地 B.B.海洋、耕地海洋、耕地 C.C.新雪、海洋新雪、海洋 D.D.沙土、沙土、草地草地小题小题2:2:下垫面的性质不同，其反射率不同，要了解下垫面的下垫面的性质不同，其反射率不同，要了解下垫面的状况，我们可以利用的地理信息技术是（状况，我们可以利用的地理信息技术是（）A.RS A.RS B.GPS B.GPS C.GISC.GIS D.D.雷达雷达小题小题3:3:下列现象与反射率有关的是（下列现象与反射率有关的是（）A.A.青藏高原比长江中下游平原冷青藏高原比长江中下游平原冷 B.B.冬季四川盆地比长冬季四川盆地比长江三角洲冷江三角洲冷 C.C.北方地区比南方地区冷北方地区比南方地区冷 D.D.南极地区比南极地区比北极地区冷北极地区冷补充练习题补充练习题C C A A D D 后面内容直接删除就行后面内容直接删除就行资料可以编辑修改使用资料可以编辑修改使用资料可以编辑修改使用资料可以编辑修改使用主要经营：网络软件设计、图文设计制作、主要经营：网络软件设计、图文设计制作、发布广告等发布广告等公司秉着以优质的服务对待每一位客户，做公司秉着以优质的服务对待每一位客户，做到让客户满意！到让客户满意！致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、PPTPPT设计、计划书、策划案、学习课件、各设计、计划书、策划案、学习课件、各类模板等方方面面，打造全网一站式需求类模板等方方面面，打造全网一站式需求The user can demonstrate on a projector The user can demonstrate on a projector or computer,or print the presentation or computer,or print the presentation and make it into a film to be used in a and make it into a film to be used in a wider fieldwider field