第二章 遙感物理基礎(chǔ)(簡)1

1、第一章 電磁波及遙感物理基礎(chǔ)遙感技術(shù)是建立在物體電磁波輻射理論基礎(chǔ)上的。由于不同物體具有各自的電磁波反射或輻射特性，才可能應(yīng)用遙感技術(shù)探測和研究遠(yuǎn)距離的物體。理解并掌握地物的電磁波發(fā)射、反射、散射特性，電磁波的傳輸特性，大氣層對電磁波傳播的影響是正確解釋遙感數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。 本章主要介紹遙感的物理基礎(chǔ)，包括地物的電磁波特性、太陽輻射、大氣對太陽輻射的影響、大氣窗口的概念、地物反射太陽光譜的特性、地物的熱輻射、地物與微波的作用機(jī)理。 本章重點(diǎn)是掌握電磁波譜，大氣窗口，可見光、近紅外、熱紅外和微波遙感機(jī)理，以及地物波譜特征。第一節(jié) 電磁波譜與電磁輻射 (1) 電磁波與電磁波譜 (2) 電磁波的特性以及

2、在遙感中的作用 (3) 物體的發(fā)射輻射 （1）電磁波與電磁波譜n 電磁波電磁波 n 交互變化的電磁場在空間的傳播。交互變化的電磁場在空間的傳播。n 描述電磁波特性的指標(biāo)描述電磁波特性的指標(biāo)n 波長、頻率、振幅、位相等。波長、頻率、振幅、位相等。n 電磁波的特性電磁波的特性n 電磁波是橫波，傳播速度為電磁波是橫波，傳播速度為3 310108 8 m/s m/s，不，不需要媒質(zhì)也能傳播，與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)會有反射、需要媒質(zhì)也能傳播，與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)會有反射、吸收、透射、散射等，并遵循同一規(guī)律吸收、透射、散射等，并遵循同一規(guī)律。n 電磁波譜 按電磁波波長的長短，依次排列制成的圖表叫按電磁波波長的長短，

3、依次排列制成的圖表叫電磁波譜。電磁波譜。 依次為： 射線射線XX射線射線紫外線紫外線可見光可見光紅外線紅外線微微波波無線電波。無線電波。 （1）電磁波與電磁波譜 目前遙感技術(shù)中通常采用的電磁波位于可見光、紅外和微波波譜區(qū)間。由于它們的波長或頻率不同，不同電磁波又表現(xiàn)出各自的特性和特點(diǎn)?？梢姽狻⒓t外和微波遙感，就是利用不同電磁波的特性。電磁波與地物相互作用特點(diǎn)與過程，是遙感成像機(jī)理探討的主要內(nèi)容。電磁波譜v紫外線：紫外線：波長范圍為波長范圍為0.010.010.38m0.38m，太陽光譜中，只，太陽光譜中，只有有0.30.30.38m0.38m波長的光到達(dá)地面，對油污染敏感，但波長的光到達(dá)地面，

4、對油污染敏感，但探測高度在探測高度在2000 m2000 m以下。以下。v可見光：可見光：波長范圍：波長范圍：0.380.380.76m0.76m，人眼對可見光有，人眼對可見光有敏銳的感覺，是遙感技術(shù)應(yīng)用中的重要波段。敏銳的感覺，是遙感技術(shù)應(yīng)用中的重要波段。v紅外線：紅外線：波長范圍為波長范圍為0.760.761000m1000m，根據(jù)性質(zhì)分為近，根據(jù)性質(zhì)分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外和超遠(yuǎn)紅外。紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外和超遠(yuǎn)紅外。v微波：微波：波長范圍為波長范圍為1 1 mmmm1 m1 m，穿透性好，不受云霧的，穿透性好，不受云霧的影響影響。遙感應(yīng)用的電磁波波譜段n近紅外：近紅外：0.760.76

5、3.0 3.0 m，與可見光相似。，與可見光相似。n中紅外：中紅外：3.03.06.0 6.0 m，地面常溫下的輻射波長，地面常溫下的輻射波長，有熱感，又叫熱紅外。有熱感，又叫熱紅外。n遠(yuǎn)紅外：遠(yuǎn)紅外：6.06.015.0 15.0 m，地面常溫下的輻射波長，地面常溫下的輻射波長，有熱感，又叫熱紅外。有熱感，又叫熱紅外。n超遠(yuǎn)紅外超遠(yuǎn)紅外：15.015.01 000 1 000 m，多被大氣吸收，遙，多被大氣吸收，遙感探測器一般無法探測。感探測器一般無法探測。紅外線的劃分（2）電磁波的特性（衍射）衍射衍射-光通過有限大小的障礙物時(shí)偏離直線光通過有限大小的障礙物時(shí)偏離直線 路徑的現(xiàn)象路徑的現(xiàn)象B

6、ACKn 研究電磁波的衍射現(xiàn)象對設(shè)計(jì)遙感儀器和提高遙感圖像幾何分辨率研究電磁波的衍射現(xiàn)象對設(shè)計(jì)遙感儀器和提高遙感圖像幾何分辨率具有重要意義。具有重要意義。n 另外在數(shù)字影像的處理中也要考慮光的衍射現(xiàn)象。另外在數(shù)字影像的處理中也要考慮光的衍射現(xiàn)象。什么是偏振光？自然光線偏振光或面偏振光cHE（2）電磁波的特性（偏正）橢圓偏振光和圓偏振光EExExEyEyE偏振在微波技術(shù)中稱為偏振在微波技術(shù)中稱為“極化極化” 水平極化水平極化- 垂直極化垂直極化-影像判讀意義重大影像判讀意義重大（2）電磁波的特性（疊加、相干）波的疊加原理-遙感中的作用波的相干原理-遙感中的作用任何物體不停地向外輻射能量！地物發(fā)射

7、電磁波的能力以發(fā)射率作為衡量標(biāo)準(zhǔn)；地物的發(fā)射率是以黑體輻射作為參照標(biāo)準(zhǔn)。黑體：在任何溫度下，對各種波長的電磁輻射的吸收系數(shù)等于1（100%）的物體。1.黑體輻射(BlackBodyRadiation)：黑體的熱輻射稱為黑體輻射。 （3）物體的發(fā)射輻射表示出了黑體輻射通量密度與溫度的關(guān)系以及按波長分布的規(guī)律。1/5212)(kTchehcTW、黑體輻射的能量是由溫度決定的黑體輻射的能量是由溫度決定的黑體輻射的三個(gè)特性1、溫度越高，總的輻射通量密度越大，不同溫度的曲線不同。2、隨著溫度的升高，輻射最大值所對應(yīng)的波長向短波方向移動。3、輻射通量密度隨波長連續(xù)變化，每條曲線只有一個(gè)最大值。4001/1

8、522TdkTchehcW (1)玻耳茲曼定律Stefan-Boltzmanns law即黑體總輻射通量隨溫度的增加而迅速增加，它與溫度的四次方成正比。因此，溫度的微小變化，就會引起輻射通量密度很大的變化。是紅外裝置測定溫度的理論基礎(chǔ)。溫度溫度3005001000200030004000500060007000波長波長9.665.802.901.450.970.720.580.480.41(2)(2)維恩位移定律維恩位移定律：Wiens displacement lawbT max620 K380 K(3)(3)瑞里瑞里金斯公式金斯公式2)(2kTW黑體輻射的微波功率與溫度成正比，與波長的平方

9、成反比。微波波段與紅外波段發(fā)射率的比較：不同地物之間微波發(fā)射率的差異比紅外發(fā)射率要明顯得多，因此，在可見光和紅外波段中不易識別的地物，在微波波段中則容易識別。2 2、一般地物的發(fā)射和基爾霍夫定律、一般地物的發(fā)射和基爾霍夫定律1)、發(fā)射率發(fā)射率(Emissivity)：地物的輻射出射度（單位面積上發(fā)出的輻射總通量）W與同溫下的黑體輻射出射度W黑的比值。它也是遙感探測的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)。n影響地物發(fā)射率的因素：地物的性質(zhì)、表面狀況、溫度（比熱、熱慣量）：比熱大、熱慣量大，以及具有保溫作用的地物，一般發(fā)射率大，反之發(fā)射率就小。按照發(fā)射率與波長的關(guān)系，把地物分為：黑體或絕對黑體：發(fā)射率為1，常數(shù)。灰體(g

10、rey body)：發(fā)射率小于1，常數(shù)選擇性輻射體：反射率小于1，且隨波長而變化。2 2）、基爾霍夫定律）、基爾霍夫定律：在一定溫度下，地物單位面積上的輻射通量W和吸收率之比，對于任何物體都是一個(gè)常數(shù)，并等于該溫度下同面積黑體輻射通量W 黑。黑WW黑WW在給定的溫度下，物體的發(fā)射率=吸收率（同一波段）；吸收率越大，發(fā)射率也越大。4TW地物的熱輻射強(qiáng)度與溫度的四次方成正比，所以，地物微小的溫度差異就會引起紅外輻射能量的明顯變化。這種特征構(gòu)成了紅外遙感的理論基礎(chǔ)。3）、物體的微波輻射任何物體在一定的溫度下，不僅向外發(fā)射紅外輻射，也發(fā)射微波輻射。二者基本相似。但微波是地物低溫狀態(tài)下的重要輻射特性，溫

11、度越低，微波輻射越明顯。微波輻射比紅外輻射弱得多，但技術(shù)上可以經(jīng)過處理來接收。地物的發(fā)射光譜地物的發(fā)射光譜發(fā)射光譜：地物的發(fā)射率隨波長變化的規(guī)律。發(fā)射光譜曲線：按照發(fā)射率和波長之間的關(guān)系繪成的曲線。亮度溫度亮度溫度：它是衡量地物輻射特征的重要指標(biāo)。指等物體的輻射功率等于某一黑體的輻射功率時(shí)，該黑體的絕對溫度即為亮度溫度。亮度溫度與實(shí)地溫度的關(guān)系：總小于實(shí)地溫度。BTT4TT等效第二節(jié) 太陽輻射及大氣對輻射的影響 (1) 太陽輻射 (2) 大氣作用 大氣的層次與成分 大氣吸收 大氣散射 大氣窗口 大氣透射的定量分析接收預(yù)處理用戶應(yīng)用處理分析結(jié)果、圖表輸出n太陽輻射：太陽輻射：太陽是被動遙感主要的

12、輻射源，又叫太陽光，太陽是被動遙感主要的輻射源，又叫太陽光，在大氣上界和海平面測得的太陽輻射曲線在大氣上界和海平面測得的太陽輻射曲線如圖所示。如圖所示。n從太陽光譜曲線可以看出從太陽光譜曲線可以看出()()：n太陽常數(shù)：不受大氣影響，在距太陽一個(gè)天文單位太陽常數(shù)：不受大氣影響，在距太陽一個(gè)天文單位內(nèi)，垂直于太陽輻射方向，單位面積單位時(shí)間黑體內(nèi)，垂直于太陽輻射方向，單位面積單位時(shí)間黑體所接受的太陽輻射能量。（所接受的太陽輻射能量。（1.360103W/m2） 太陽輻射BACK太陽輻射（1）波長(nm)大氣上界太陽輻照度海平面太陽輻照度太陽光譜輻照度太陽輻射（2）n大氣物理狀況的物理量一般有氣壓，

13、大氣溫度和大氣濕度它們在垂直方向上的變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水平方向上的梯度，所以在大氣效應(yīng)糾正中大量假定大氣具有水平均一，垂直分層結(jié)構(gòu)。n氣壓隨高度是以負(fù)指數(shù)形式遞減。大氣層次與成分 大氣是由多種氣體及氣溶膠所組成的混合物。 氣體：N2，O2，H2O，CO2，CO，CH4，O3 氣溶膠 大氣的成分可分為常定成分（ N2，O2 ，CO2等）與可變成分兩個(gè)部分（水汽，氣溶膠）。 大氣成分 大氣層次 大氣厚度約為大氣厚度約為1000km,1000km,從地面到大氣上從地面到大氣上界，可垂直分為界，可垂直分為4 4層：層：對流層對流層：高度在：高度在7 712 km,12 km,溫度隨高度而降低，空氣明溫度隨高

14、度而降低，空氣明顯垂直對流，天氣變化頻繁，航空遙感主要在該層內(nèi)。顯垂直對流，天氣變化頻繁，航空遙感主要在該層內(nèi)。上界隨緯度和季節(jié)而變化。上界隨緯度和季節(jié)而變化。平流層平流層：高度在：高度在121250 km50 km，沒有對流和天氣現(xiàn)象。底，沒有對流和天氣現(xiàn)象。底部為同溫層（航空遙感活動層），同溫層以上為暖層，部為同溫層（航空遙感活動層），同溫層以上為暖層，溫度由于臭氧層對紫外線的強(qiáng)吸收而逐漸升高。溫度由于臭氧層對紫外線的強(qiáng)吸收而逐漸升高。電離層電離層：高度在：高度在50501 000 km1 000 km，大氣中的，大氣中的O O2 2、N N2 2受紫外受紫外線照射而電離，對遙感波段是透明

15、的，是陸地衛(wèi)星活動線照射而電離，對遙感波段是透明的，是陸地衛(wèi)星活動空間?？臻g。大氣外層大氣外層：80080035 000 km ,35 000 km ,空氣極稀薄，對衛(wèi)星基本空氣極稀薄，對衛(wèi)星基本上沒有影響。上沒有影響。大氣對輻射的吸收v大氣中氮?dú)鈱﹄姶挪ǖ淖饔枚荚谧贤夤庖酝獾姆秶鷥?nèi)（ 時(shí)，發(fā)生均勻散射，散射強(qiáng)度與波長無關(guān)。B、米氏、米氏(Mie)散射散射如果介質(zhì)中不均勻顆粒的直徑a與入射波長同數(shù)量級，發(fā)生米氏散射；散射強(qiáng)度與波長的二次方成反比。C、瑞利（、瑞利（Rayleigh）散射）散射瑞利散射的條件是介質(zhì)中的不均勻顆粒的直徑a遠(yuǎn)小于入射電磁波波長，散射強(qiáng)度與波長的四次方成反比。Scatt

16、eringofEMenergybytheatmosphere散射散射瑞利（瑞利（Rayleigh）散射）散射 不均勻顆粒的直徑不均勻顆粒的直徑入射波長入射波長小于十分之一小于十分之一瑞利散射瑞利散射空氣質(zhì)量好的時(shí)候空氣質(zhì)量好的時(shí)候空氣純凈時(shí)天為何顏色？空氣純凈時(shí)天為何顏色？ 為什么？為什么？藍(lán)藍(lán) 色色站在月球上看天時(shí)，天為站在月球上看天時(shí)，天為何顏色？為什么？何顏色？為什么？黑黑 色色v米氏散射：大氣中的氣溶膠顆粒，云滴，雨云滴等的直徑與入射光的波長可以比擬或大于入射光的波長時(shí)發(fā)生的散射。v米氏散射的特征： （1）電磁波可以穿透介質(zhì)表面而深入到散射顆粒的內(nèi)部。 （2）由于顆粒尺度與波長可以比擬

17、，所以顆粒的不同部位往往處在不同的電場強(qiáng)度下，導(dǎo)致誘發(fā)電流的產(chǎn)生，一方面這高度電流會產(chǎn)生高變的磁場，另一方面電流的存在意味著焦耳熱損耗的出現(xiàn)電磁波的吸收。 米氏米氏(Mie)散射散射 不均勻顆粒的直徑不均勻顆粒的直徑入射波長入射波長同數(shù)量級同數(shù)量級米氏散射米氏散射較少的時(shí)候較少的時(shí)候v均勻散射：大氣粒子的直徑比波長大得多時(shí)發(fā)生的散射，散射強(qiáng)度與波長無關(guān)，在符合無選擇散射的條件的波段中，任何波長的散射強(qiáng)度相同。均勻散射均勻散射 不均勻顆粒的直徑不均勻顆粒的直徑入射波長入射波長 均勻散射均勻散射雨天、或空氣質(zhì)量差的時(shí)候雨天、或空氣質(zhì)量差的時(shí)候 下雨時(shí)天為何顏色？下雨時(shí)天為何顏色？ 為什么？為什么？

18、白白 色色大氣散射的特點(diǎn)v群體散射強(qiáng)度是個(gè)體散射強(qiáng)度的線性和。v大氣散射系數(shù)與高度的關(guān)系： 大氣散射系數(shù)由分子散射和氣溶膠散射兩部分組成。 氣溶膠顆粒密度隨高度呈指數(shù)衰減。 就平均狀況而言，4km以下的氣溶膠米氏散射占優(yōu) 勢，4km以上的分子散射占相對優(yōu)勢。v分子散射與氣溶膠散射光強(qiáng)之比隨角度和能見度的變化規(guī)律。大氣窗口v折射現(xiàn)象：電磁波傳過大氣層時(shí)出現(xiàn)傳播方向的改變，大氣密度越大，折射率越大。v反射現(xiàn)象：電磁波在傳播過程中，通過兩種介質(zhì)的交界面時(shí)會出現(xiàn)反射現(xiàn)象，反射現(xiàn)象出要出現(xiàn)在云頂（云造成的噪聲）。v太陽輻射經(jīng)過大氣傳輸時(shí)，反射，吸收和散射共同衰減了輻射強(qiáng)度，剩余部分即為透過的部分。v由于

19、大氣層的反射、散射和吸收作用，使得太陽輻射的各波段受到衰減的作用輕重不同，因而各波段的透射率也各不相同。v電磁波通過大氣層時(shí)較少被反射，吸收和散射的，透射率較高的波段稱為大氣窗口。（對地遙感要用的部分）大氣窗口大氣窗口大氣窗口波段波段透射率透射率/%/%應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例紫外可見光紫外可見光近紅外近紅外0.30.31.3 m1.3 m9090TM1-4TM1-4、SPOTSPOT的的HRVHRV近紅外近紅外1.51.51.8 m1.8 m8080TM5TM5近近- -中紅外中紅外2.02.03.5 m3.5 m8080TM7TM7中紅外中紅外3.53.55.5 m5.5 m60607070NOA

20、ANOAA的的AVHRRAVHRR遠(yuǎn)紅外遠(yuǎn)紅外8 814 m14 m60607070TM6TM6微波微波0.80.82.5cm2.5cm100100RadarsatRadarsatv在可見光和近紅外波段，太陽輻射30被云或其它粒子反射，22被散射，17被吸收，到達(dá)地面能量31。 大氣透射的定量分析v光學(xué)厚度 光學(xué)厚度：沿某一路徑長度的總衰減系數(shù)，波長的函數(shù)（無因次量）。 大氣的總光學(xué)厚度：在某一垂直路徑上，從大氣頂層到地表的總衰減系數(shù)。 v透過率 通過大氣后的輻照度與通過大氣前的輻照度之比。 v太陽輻射透過大氣并被地表反射（有用的）；v太陽輻射被大氣散射后被地表反射（糾正后有用）；v太陽輻射被

21、大氣散射后直接進(jìn)入傳感器；v太陽輻射透過大氣被地物反射后又被地表發(fā)射進(jìn)入傳感器；v被視場以外地物反射后進(jìn)入視場的交叉輻射項(xiàng)。太陽光在地氣系統(tǒng)的吸收、散射過程 第三節(jié) 地球的輻射與地物波譜 (1) 地球的輻射源(2) 地球輻射的特性（分段特性）(3) 地物波譜的特征（反射波譜特征）(4) 地物波譜特性的測量 地球的輻射源地球輻射v地球輻射：地球表面和大氣電磁輻射的總稱。v地球輻射是被動遙感中傳遞地物信息的載體。v裝載在航天航空平臺上的遙感器，接受來自地球輻射攜帶的地物信息，經(jīng)過處理形成遙感影像。被動遙感的輻射源v太陽輻射近似6000K的黑體輻射，能量集中在0.32.5um波段之間。（可見光和近紅

22、外）v地球自身熱輻射近似300K的黑體輻射，能量集中在6.0um以上的波段。（熱紅外）v在0.32.5um波段（主要在可見光和近紅外波段），地表以反射太陽輻射為主，地球自身的輻射可以忽略 。即在該波段范圍內(nèi)，對地觀測遙感主要以太陽的短波輻射對地表進(jìn)行探測和成像。v在2.56.0um波段（主要在中紅外波段），地表反射太陽輻射和地球自身的熱輻射均為被動遙感的輻射源。v在6.0um以上的熱紅外波段，以地球自身的熱輻射為主，地表反射太陽輻射可以忽略。（熱紅外成像）地球輻射的特性地球輻射的分段特性了解地球輻射的分段特性的意義v可見光和近紅外波段遙感圖像上的信息來自地物反射特性。v中紅外波段遙感圖像上，既

23、有地表反射太陽輻射的信息，也有地球自身的熱輻射的信息。v熱紅外波段遙感圖像上的信息來自地球自身的熱輻射特性。v地物波譜：地物的電磁波響應(yīng)特性隨電磁波長改變而變化的規(guī)律，稱為地表物體波譜，簡稱地物波譜。v地物波譜特性是電磁輻射與地物相互作用的一種表現(xiàn)。v地物波譜的作用：不同類型的地物，其電磁波響應(yīng)的特性不同，因此地物波譜特征是遙感識別地物的基礎(chǔ)。 地物波譜的特性地物波譜不同電磁波段中地物波譜特性v可見光和近紅外波段：主要表現(xiàn)地物反射作用和地物的吸收作用。（樹葉蒼翠欲滴、水下溫度）v熱紅外波段：主要表現(xiàn)地物熱輻射作用。（熱紅外靈敏遙感器夜間成像河流為亮色條帶，但熱紅外白天成像河流為暗色條帶）v微波

24、波段：主動遙感利用地物后向散射；被動遙感利用地物微波輻射。可見光和近紅外波段地物波譜特征地物反射波譜特征v太陽輻射到達(dá)地表后，一部分反射，一部分吸收，一太陽輻射到達(dá)地表后，一部分反射，一部分吸收，一部分透射，即：部分透射，即： 到達(dá)地面的太陽輻射能量反射能量吸收能量到達(dá)地面的太陽輻射能量反射能量吸收能量透射能量。透射能量。v一般而言，絕大多數(shù)物體對可見光都不具備透射能力，一般而言，絕大多數(shù)物體對可見光都不具備透射能力，而有些物體如水，對一定波長的電磁波則透射能力較而有些物體如水，對一定波長的電磁波則透射能力較強(qiáng)，特別是強(qiáng)，特別是0. 450. 56m的藍(lán)綠光波段。一般水體的透的藍(lán)綠光波段。一般

25、水體的透射深度可達(dá)射深度可達(dá)1020 m，清澈水體可達(dá)，清澈水體可達(dá)100 m的深度。的深度。v地表反射的太陽輻射成為遙感記錄的主要輻射能量。地表反射的太陽輻射成為遙感記錄的主要輻射能量。地物反射v地物的反射：太陽光通過大氣層照射到地球表面，地地物的反射：太陽光通過大氣層照射到地球表面，地物會發(fā)生發(fā)射作用，反射后的短波輻射一部分為遙感器物會發(fā)生發(fā)射作用，反射后的短波輻射一部分為遙感器所接收。所接收。v反射率反射率地物的反射能量與入射總能量的比，地物的反射能量與入射總能量的比，即即表征物體對電磁波譜的反射能力。表征物體對電磁波譜的反射能力。v反射率是可以測定的。反射率是可以測定的。v地物在不同波

26、段的反射率是不同的，利用地物反射率地物在不同波段的反射率是不同的，利用地物反射率的差別，可以判斷地物的屬性。的差別，可以判斷地物的屬性。v反射率也與地物的表面顏色、粗糙度和濕度等有關(guān)。反射率也與地物的表面顏色、粗糙度和濕度等有關(guān)。地物反射率v地物的反射類型：根據(jù)地表目標(biāo)物體表面性質(zhì)的不同，物體反射大體上可以分為3種類型，即鏡面反射、漫反射、實(shí)際物體的反射（1）鏡面反射：發(fā)生在光滑物體表面的一種反射。物體的反射滿足反射定律，反射波和入射波在同一平面內(nèi)，入射角等于反射角。只有在反射波射出的方向才能探測到電磁波。 例子：水面是近似的鏡面反射，在遙感圖像上水面有時(shí)例子：水面是近似的鏡面反射，在遙感圖像

27、上水面有時(shí)很亮，有時(shí)很暗，就是這個(gè)原因造成的。很亮，有時(shí)很暗，就是這個(gè)原因造成的。物體表面性質(zhì)對反射的影響（2）漫反射：發(fā)生在非常粗糙的表面上的一種反射現(xiàn)象。不論入射方向如何，其反射出來的能量在各個(gè)方向是一致的。即當(dāng)入射輻照度I一定時(shí)，從任何角度觀察反射面，其反射輻照亮度是一個(gè)常數(shù)，這種反射面又叫朗伯面。（3）實(shí)際物體反射：介于鏡面和朗伯面（漫反射）之間的一種反射。自然界種絕大多數(shù)地物的反射都屬于這種類型的反射，又叫非朗伯面反射。對太陽短波輻射的反射具有各向異性，即實(shí)際物體面在有入射波時(shí)各個(gè)方向都有反射能量，但大小不同。1 鏡面反射鏡面反射2 漫反射漫反射 3:方向反射方向反射 從空間對地面觀

28、察時(shí)，對于平面地區(qū)，從空間對地面觀察時(shí)，對于平面地區(qū)， 并且地面物體均勻分布，可以看成漫反射；并且地面物體均勻分布，可以看成漫反射； 對于地形起伏和地面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地區(qū)，對于地形起伏和地面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地區(qū)，為可以看成方向反射。為可以看成方向反射。v1、遙感圖像上記錄的輻射亮度，既與輻射入射方位角和天頂角有關(guān)，也與反射方向的方位角和天頂角有關(guān)。v2、由于鏡面反射會造成太陽光直接進(jìn)入遙感器，在成像時(shí)間選擇上，應(yīng)避免中午成像，防止形成鏡面反射。否則水體會形成非常亮的耀斑，周圍地物的反射信息有受到干擾和削弱。了解物體表面性質(zhì)對反射影響的意義v地物反射波譜：是研究可見光至近紅外波段上地物反射率隨波長的變化規(guī)

29、律。v表示方法：一般采用二維幾何空間內(nèi)的曲線表示，橫坐標(biāo)表示波長，縱坐標(biāo)表示反射率。地物反射波譜v植被v土壤v水體v巖石常見的幾種地物類型波譜特征植被的波譜特征v在0.45um附近（藍(lán)色波段）有一個(gè)吸收谷；v在0.55um附近（綠色波段）有一個(gè)反射峰；v在0.67um附近（紅色波段）有一個(gè)吸收谷。v從0.76um處反射率迅速增大，形成一個(gè)爬升的“陡坡”,至1.1um附近有一個(gè)峰值，反射率最大可達(dá)50，形成植被的獨(dú)有特征。在可見光波段在近紅外波段v1.51.9um光譜區(qū)反射率增大；v以1.45um，1.95um，2.70um為中心是水的吸收帶，其附近區(qū)間受到綠色植物含水量的影響，反射率下降，形成低谷。植物的光譜曲線影響植被波譜特征的主要因素v植物類型v植物生長季節(jié)v病蟲害影響等植被波譜特征大同小異，根據(jù)這些差異可以區(qū)分植被類型、生長狀態(tài)等。不同植被類型的光譜曲線比較土壤的波譜特征v自然狀態(tài)下土壤表面的反射曲線呈比較平滑的特征，沒有明顯的反射峰和吸收谷。v在干燥條件下