電磁波譜及物體的波譜特性

電磁波譜及物體的波譜特性第一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一第一節(jié)電磁波譜與黑體輻射1.1電磁波波：是振動在空間的傳播。如聲波、水波、地震波等。

電磁波：電磁場在空間以一定速度的傳播。也稱電磁輻射。1887年由赫茲試驗(yàn)證實(shí)2第二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一1.1電磁波3第三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一1.在真空中以光速傳播

c=fλ2.反射、吸收、透射現(xiàn)象3.散射4.偏振1.2電磁波的性質(zhì)4第四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一電磁波與物體相互作用過程中，會出現(xiàn)三種情況：反射、吸收、透射，遵守能量守恒定律。如果是不透明的物體,物體的反射率大，發(fā)射率就小；反之，反射率小，發(fā)射率就大。5第五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一電磁輻射的反射反射：電磁輻射與物體作用后產(chǎn)生的次級波返回原來的介質(zhì)，這種現(xiàn)象稱反射。該次級波便稱之為反射波（輻射）。反射率：物體的反射輻射通量與入射輻射通量之比。在入射角相同時(shí)，不同物體，由于其性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不同，其反射率也不同，這種差別是遙感技術(shù)中用于區(qū)分不同物體的依據(jù)。6第六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一物體反射分類根據(jù)物體表面的粗糙程度，反射分為：1）鏡面反射2）漫反射（朗伯反射）4）方向反射3）混合反射自然物體對電磁輻射都是混合反射，但是，某一方向，反射波要強(qiáng)一些，這種現(xiàn)象稱方向反射。判斷物體光滑或粗糙程度的瑞利準(zhǔn)則：7第七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一反射分類圖示(a)鏡面反射(b)漫反射（朗伯反射）(c)方向反射(d)混合反射8第八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一電磁輻射的透射透射：電磁輻射與介質(zhì)作用后，穿過該介質(zhì)到達(dá)另一種介質(zhì)的現(xiàn)象或過程。透射率()：透射能量與入射總能量之比。

1）水體在藍(lán)綠波段，混水1-2米，一般水體10-20米。

2）微波對地物具有明顯的透射能力，由入射波的波長決定。9第九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一散射散射：輻射傳播中，碰到小粒子向四面八方散去，電磁波強(qiáng)度和方向發(fā)生各種變化的現(xiàn)象。比如說晚上在外面打開手電會看見光柱，按理說手電不對著你的眼睛，光線不會自己拐彎鉆進(jìn)你的眼睛，那你怎么會看見光柱呢？那是因?yàn)槭蛛姽獗恍m埃阻擋并反射到四面八方，一部分反射到你的眼睛里。

10第十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一電磁波的偏振（極化）電磁破的偏振:如果電磁波在各方向上振幅大小不相同,且各方向振動之間沒有固定位相關(guān)系,極大值與極小值之間的夾角為90°，則稱該波發(fā)生了偏振現(xiàn)象。偏振攝影、側(cè)視雷達(dá)成像接收的完全是偏振波。立體鏡遙感影像立體觀察非偏振光，偏振光，部分偏振：11第十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一1.3電磁波譜定義：按照電磁波的波長（頻率的大小）長短，依次排列成的圖表，稱為電磁波譜。

12第十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一Gamma?

射線X射線紫外線可見光紅外線微波無線波紫藍(lán)綠黃紅頻率波長13第十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一14第十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一可見光波長范圍大約為400nm(紫色)~700nm(紅色)，可見光譜中的各種顏色成分大致屬于如下的波長區(qū)間：

紅：620~760nm

橙：590~620nm

黃：560~590nm

綠：500~560nm

青：470~500nm

藍(lán)：430~470nm

紫：380~430nm15第十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一紅外波段波長范圍0.76~1000μm，遙感所用波段如下：近紅外又稱為反射紅外，為地球表面反射的太陽輻射中主要的紅外成分。0.7~1.4μm為攝影紅外。中紅外和遠(yuǎn)紅外也稱為熱紅外。

近紅外：0.7~3μm

中紅外：3~8μm

遠(yuǎn)紅外：8~15μm

16第十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一微波波長范圍1mm到1m，可進(jìn)一步劃分為若干不同頻率(波長)的波段：(1GHz=109Hz)

P波段：0.3~1GHz(30~100cm) L波段：1~2GHz(15~30cm) S波段：2~4GHz(7.5~15cm) C波段：4~8GHz(3.8~7.5cm) X波段：8~12.5GHz(2.4~3.8cm) Ku波段：12.5~18Ghz(1.7~2.4cm) K波段：18~26.5Ghz(1.1~1.7cm) Ka波段：26.5~40Ghz(0.75~1.1cm)微波能夠穿透云和霧，可用于全天候成像。17第十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一各種電磁波的特點(diǎn)18第十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一1.3電磁波譜不同點(diǎn)：傳播的方向性、穿透性、可見性、顏色不同。共性：傳播速度相同遵守相同的反射、折射、透射、吸收和散射定律都是橫波，遵循橫波的一切特性19第十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一電磁波的度量輻射能量（W）：電磁輻射的能量，單位：J輻射通量（Φ）：單位時(shí)間內(nèi)通過某一面積的輻射能量，Φ=Dw/dt，單位是w輻射通量密度（E）：單位時(shí)間通過單位面積上的輻射能量，E=dΦ/ds，單位：w/m2，S為面積輻照度（I）：被輻射物體表面單位面積上的輻射通量，I=E=dΦ/ds，單位：w/m2，S為面積輻射出射度（M）：輻射源物體表面單位面積上的輻射通量，M=E=dΦ/ds，單位：w/m2，S為面積輻射亮度（L）：面狀輻射源在某一方向，單位投影表面，單位立體角內(nèi)輻射通量，即單位：w/sr·m2θΩФA20第二十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一電磁輻射度量輻照度I：被輻射物體單位面積上所接收的輻射通量，單位：W/m2，表示為

I=d/dS21第二十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一電磁輻射度量輻射出射度M：輻射源物體表面單位面積上輻射出的輻射通量，單位W/m2，表示為M=d/dS22第二十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一電磁輻射度量輻射亮度L：用來確定面輻射源的輻射強(qiáng)度，具有方向性，指輻射源在某一方向的單位投影表面在單位立體角內(nèi)的輻射通量，單位：W/（sr·m2），表示為：23第二十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一一、黑體輻射黑體：對任何波長的輻射，反射率和透射率都等于0。黑體是一種理想的吸收體和輻射發(fā)射體，自然界沒有真正的黑體。

人工制造的接近黑體的吸收體1.4黑體輻射和實(shí)際物體輻射黑體的輻射通量密度按波長的分布是穩(wěn)定的，僅與溫度有關(guān)，與黑體的材料和性質(zhì)無關(guān)。吸收率＝1反射率＝0透射率＝0發(fā)射率＝124第二十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一a普朗克定律b斯忒藩－玻爾茲曼定律c維恩位移定律（StephenBoltzmannLaw）（Wien’sDisplacementLaw）二、黑體輻射的定律25第二十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一描述黑體輻射通量密度與溫度、波長分布的關(guān)系。普朗克定律h:普朗克常數(shù),6.6260755*10-34W·s2k:玻爾茲曼常數(shù)，k=1.380658*10-23W·s·K-1

c:光速;λ:波長（μm）;T:絕對溫度（K）

26第二十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一變化特點(diǎn)：(1)輻射出射度隨波長連續(xù)變化，只有一個(gè)最大值；(2)溫度越高，輻射出射度越大，不同溫度的曲線不相交；(3)隨溫度升高，輻射最大值向短波方向移動。普朗克公式圖示：27第二十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一斯蒂芬－玻爾茲曼定律對普朗克公式在全波段內(nèi)積分，得到斯蒂芬－玻爾茲曼定律。輻射通量密度隨溫度增加而迅速增加，與溫度的4次方成正比。σ:斯蒂芬－玻爾茲曼常數(shù)，5.669×10－12Wcm-2K-4

紅外裝置測試溫度的理論根據(jù)。

28第二十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一維恩位移定律b:常數(shù)，2897.8μm·K高溫物體發(fā)射較短的電磁波，低溫物體發(fā)射較長的電磁波。常溫（如人體300K左右，發(fā)射電磁波的峰值波長9.66μm）針對要探測的目標(biāo)，選擇最佳的遙感波段和傳感器。微分普朗克公式，并求極值，得到：29第二十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一三、一般物體的發(fā)射對于一般物體而言，發(fā)射率（熱輻射率、比輻射率），表明物體的發(fā)射本領(lǐng)。非黑體的輻射通量密度與同一溫度下黑體輻射通量密度的比值。1）黑體2）灰體3）選擇性輻射體

(如線譜，帶譜)1.0發(fā)射率與物質(zhì)種類、表面狀態(tài)、溫度等有關(guān)，還與波長有關(guān)。按照發(fā)射率與波長的關(guān)系，輻射源可以分為：30第三十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一三、一般物體的發(fā)射31第三十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一基爾霍夫定律給定溫度下，任何地物的輻射通量密度W與吸收率α之比是常數(shù)，即等于同溫度下黑體的輻射通量密度。發(fā)射率等于吸收率。好的吸收體也是好的發(fā)射體，如果不吸收某些波長的電磁波，也不發(fā)射該波長的電磁波。溫度相同的兩物體，對于某波長的的輻射，如果甲比乙吸收得多，則甲比乙發(fā)射得也多。32第三十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一第二節(jié)太陽輻射和地球輻射2.1太陽輻射2.2地球輻射33第三十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一2.1太陽輻射遙感輻射源：能夠產(chǎn)生電磁輻射的物體。分類：人工輻射源：雷達(dá)（被動遙感）天然輻射源：太陽、地球（主動遙感）34第三十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一太陽太陽大氣

位置

溫度

厚度

輻射特點(diǎn)

輻射的光譜

光球?qū)?/p>

內(nèi)4300-7500500km連續(xù)輻射

可見光和紅外

色球?qū)?/p>

中四五千度升高到幾萬度7000-8000km線狀輻射無線厘米波

日冕層

外100萬以上形狀多變，厚度不定，一般太陽直徑的幾倍到十幾倍連續(xù)輻射米波

2.1太陽輻射35第三十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一太陽常數(shù)太陽電磁輻射強(qiáng)度用太陽常數(shù)表示。太陽常數(shù)：不受大氣影響，在距離太陽一個(gè)天文單位（約15,000萬公里）的區(qū)域內(nèi)，垂直于太陽輻射方向的單位面積、單位時(shí)間的黑體所接收的輻射能量。（1.95W/cm2·min）在世紀(jì)時(shí)標(biāo)內(nèi)，變化小于百分之一，只有千分之一和二的水平。在近日點(diǎn)垂直于大氣上界的太陽輻射強(qiáng)度比太陽常數(shù)大3.4％；而在遠(yuǎn)日點(diǎn)則比太陽常數(shù)小3.5％。

太陽輻照度與太陽高度角有關(guān)36第三十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一太陽輻射及其能量分布37第三十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一太陽輻射及其能量分布1）5900K的黑體輻射。

2）短波輻射（太陽輻射總能量的40％集中于0.4－0.76um的可見光范圍內(nèi)，51％在0.76-1.4um近紅外部分

38第三十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一太陽輻射各波段的百分比39第三十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一從太陽輻照度分布曲線可以看出：①太陽輻射的光譜是連續(xù)的②它的輻射特性與絕對黑體的輻射特性基本一致③從近紫外到中紅外（0.3-6μm）這一波段區(qū)間能量最集中而且相對來說較穩(wěn)定；被動遙感主要利用可見光、紅外等穩(wěn)定輻射

40第四十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一41第四十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一CO2H2OO3TheoreticalPlanckcurves:Earth~300K,peakemission~15mm地球輻射42第四十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一2.5——643第四十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一地球輻射的分段特性0.3-2.5微米波段(主要在可見光與近紅外波段)，地表以反射太陽輻射為主，地球自身的輻射可忽略。2.5-6.0微米波段(主要在中紅外波段)，地表以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。6.0微米以上的熱紅外波段，地球自身的熱輻射，地表反射太陽輻射可忽略。44第四十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一人工輻射源人為發(fā)射具有一定波長的波束，接收地物回射、反射的信號，從而探知地物和物距微波輻射源0.8-30cm：具有全天時(shí)、全天候探測能力；對某些物質(zhì)具有穿透能力；某些物質(zhì)在微波波段性質(zhì)差異很大。用于主動式遙感（雷達(dá)探測）45第四十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一第三節(jié)大氣對太陽輻射的影響3.1大氣分層與組成3.2大氣對太陽輻射的衰減46第四十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一3.1.1大氣垂直分層電離層：距地面85km直到幾百千米的范圍均為熱電離層，其溫度范圍為500K到2000K。在電離層中，空氣以稀薄的等離子體的形式存在。無線電波發(fā)生全反射現(xiàn)象。平流層：在平流層最下面直到20km的高度之內(nèi)，溫度幾乎為常數(shù)，在其之上直到大約50km高度的范圍之內(nèi)，溫度隨高度的增加而增加。臭氧主要存在于平流層之中。對流層：厚約為10km，其特點(diǎn)為溫度隨高度的增加而降低，1000m-6.5oC。所有天氣活動均發(fā)生在對流層層中。在大氣層接近地球表面大約2km的厚度，存在著一層氣溶膠粒子，氣溶膠的濃度隨高度的增加呈指數(shù)衰減。47第四十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一3.1.2大氣成分組成永久氣體：在大氣層中這些氣體的濃度幾乎是保持恒定不變的。氮(N2)：78.084%氧(O2)：20.948%氬(Ar)：0.934%二氧化碳(CO2)：0.033%其他惰性氣體(Ne,He,Kr,Xe)氫(H2)甲烷(CH4)一氧化二氮(N2O)一氧化碳(CO)濃度可變的氣體：其濃度可以隨空間和時(shí)間發(fā)生很大的變化。水蒸汽(H2O)臭氧(O3)二氧化硫(SO2)二氧化氮(NO2)氨(NH3)一氧化氮(NO)硫化氫(H2S)硝酸蒸汽(HNO3)固體和液體微粒：如煙霧、水滴和冰晶體，這些粒子可以聚集在一起形成云和霾。48第四十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一太陽輻射通過大氣的路程θ：

太陽高度角

大氣折射大氣反射大氣吸收大氣散射大氣透射3.2大氣對太陽輻射的影響49第四十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一3.2.1折射現(xiàn)象電磁波穿過大氣時(shí)，會發(fā)生傳播方向的改變，即折射現(xiàn)象。大氣密度越大，折射率越大，太陽接近地平線時(shí)，折射值最大50第五十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一3.2.2大氣的反射主要是大氣中的云層，大的塵埃。云量越多、云層越厚，反射越強(qiáng)。波段不同其影響不同反射強(qiáng)度隨云狀、云厚而不同，高云反射率約為25%，中云為50%，低云為65%，云層愈厚反射愈強(qiáng)，一般情況下云的平均反射率為50—55%。大氣反射有助于削弱太陽輻射，尤其能減少紫外線對人體的灼傷。51第五十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一云52第五十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一3.2.3大氣吸收電磁輻射的吸收：電磁輻射與物體作用后。轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能。大氣吸收電磁輻射的主要物質(zhì)是：水、二氧化碳和臭氧。1）水：分為氣態(tài)水和液態(tài)水水汽吸收電磁輻射的波段范圍較寬，從可見光、紅外直至微波，都有水汽的吸收帶。液態(tài)水的吸收更強(qiáng)，主要在長波方向。2）二氧化碳

主要在紅外區(qū)。1.35－2.85um之間有3個(gè)弱吸收帶，2.7，4.3，14.5um為強(qiáng)吸收帶。3）臭氧

紫外線4）氧氣主要吸收波長小于0.2um的5）塵埃吸收作用很少。53第五十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一3.2.3大氣吸收54第五十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一3.2.4散射作用散射:電磁輻射與結(jié)構(gòu)不均勻的物體作用后,向各個(gè)方向傳播的現(xiàn)象。它是反射、折射、衍射的綜合反映。主要發(fā)生在可見光波段。太陽輻射通過大氣層時(shí)，受到大氣中氣體分子的散射和大氣中固體、微粒、液體的散射。55第五十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一主動遙感與被動遙感主動傳感器云層后向回波微波云層直接輻射折射散射大氣吸收反射回來的波近紅外可見光熱輻射波熱紅外被動傳感器56第五十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一散射的種類57第五十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一1瑞利（Rayleigh）

散射質(zhì)點(diǎn)的直徑

d<<λ(電磁波波長)時(shí)，一般認(rèn)為（d<λ/10）

大氣中的氣體分子：氮、二氧化碳、臭氧、氧;晴朗的天空為藍(lán)色顏色紅橙黃黃綠青蘭紫紫外線波長0.70.620.570.530.470.40.3散射率11.62.23.34.95.430.058第五十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一散射強(qiáng)度與波長的關(guān)系藍(lán)光散射較強(qiáng)紅光散射較弱

59第五十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一質(zhì)點(diǎn)直徑和電磁波波長差不多時(shí)（dλ）

2米氏散射

主要是大氣中的氣溶膠引起的散射。氣溶膠粒子是指懸浮在大氣中的直徑千分之一微米到一百微米的固體、液體位子。大氣中的氣溶膠粒子的自然來源主要是海洋、土壤和生物園以及火山等。氣溶膠大多集中在底層大氣0-4km范圍內(nèi)。由于地球重力作用，氣溶膠顆粒密度隨高度呈指數(shù)衰減，氣溶膠顆粒尺度與可見光波長相當(dāng)，故它對光的散射作用屬于米氏散射。60第六十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一氣溶膠圖61第六十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一3非選擇性散射當(dāng)質(zhì)點(diǎn)直徑大于電磁波波長時(shí)（d>λ）,散射率與波長沒有關(guān)系

人看到的云和霧是白色的，就是非選擇性散射的結(jié)果

62第六十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一太陽輻射經(jīng)大氣衰減圖3.2.5大氣窗口63第六十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一3.2.5大氣窗口大氣窗口：電磁波在大氣中傳輸過程中吸收和散射很小，透射率很高的波段。

要獲得地面的信息，必須在大氣窗口中選擇遙感波段。64第六十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一常用大氣窗口1）0.3－1.4um：包括全部可見光（95％），部分紫外光（70％），部分近紅外光（80％）。攝影和掃描成像的方式在白天感測和記錄目標(biāo)反射電磁波輻射信息。2）1.4－2.5um：近紅外窗口，60％－95％，掃描成像，白天夜間都可用,記錄目標(biāo)反射、發(fā)射電磁波輻射信息.3）3.5－5.5um：中紅外窗口，60％－70％，白天夜間，掃描成像記錄，包含地物反射及發(fā)射光譜，用來探測高溫目標(biāo)。

4）8－14um：熱紅外窗口，超過80％，白天夜間，掃描記錄，探測的信息主要反映地物的發(fā)射率及溫度。5）1.4－300mm：微波窗口，白天夜間，掃描記錄。

65第六十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一大氣窗口66第六十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一其中，：太陽輻射通過的大氣路程，與太陽高度角有關(guān) ：衰減因子，

：大氣對太陽輻射的吸收率和散射率，是電磁波波長（頻率）的函數(shù)。

3.2.6大氣透射反射吸收散射太陽輻射衰減的原因：透射率(τ):67第六十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一第四節(jié)地面物體反射波譜概念：物體波譜（地物光譜）:各種物體具有的電磁波特性（反射率、發(fā)射率、透射率隨波長的變化規(guī)律）。意義：

設(shè)計(jì)遙感器；圖象判讀和分析的基礎(chǔ)。舉例

美國的地物波譜研究，中國的地物波譜研究，68第六十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一4.1物體發(fā)射波譜4.2物體的反射波譜4.3地物波譜的測量第四節(jié)地面物體反射波譜69第六十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一4.1物體發(fā)射波譜物體的發(fā)射率隨波長變化的規(guī)律，稱為地物的發(fā)射波譜。物體發(fā)射率的不同是紅外遙感技術(shù)的重要依據(jù)。70第七十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一4.2物體的反射波譜反射波譜是某物體的反射率（或反射輻射能）隨波長變化的規(guī)律，以波長為橫坐標(biāo)，反射率為縱坐標(biāo)所得的曲線即稱為該物體的反射波譜特性曲線。物體的反射波譜限于紫外、可見光和近紅外，尤其是后兩個(gè)波段。物體的反射波譜受物體的組成成分、結(jié)構(gòu)、表面狀態(tài)以及物體所處環(huán)境的控制和影響。

71第七十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一反射波譜正因?yàn)椴煌匚镌诓煌ǘ斡胁煌姆瓷渎蔬@一特性，物體的反射波譜特性曲線才作為判讀和分類的物理基礎(chǔ)，廣泛地應(yīng)用于遙感影像的分析和評價(jià)中。72第七十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一水體植被土壤建筑73第七十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一4.2常見物體的反射波譜曲線74第七十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一1)白橡樹不同生長期的反射光譜曲線75第七十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一綠色植物反射波譜曲線植物波譜在基本特征下仍有細(xì)部差別，這種差別與植物種類、季節(jié)、病蟲害影響、含水量多少有關(guān)系。76第七十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一綠色植被的反射波譜曲線可見光（0.4~0.76μm）綠光處有一小反射峰，兩側(cè)0.45μm藍(lán)和0.67μm紅是兩個(gè)吸收帶，所以葉片呈現(xiàn)綠色。近紅外波段（0.7~0.8μm）紅外反射率急劇上升，在0.8微米達(dá)到頂峰，這區(qū)間反射率曲線很陡峻，幾乎為近垂直的直線（植被紅外陡坡效應(yīng)），是植被獨(dú)有的特征。到達(dá)頂峰后植被反射率變化平緩，形成略有起伏的高平臺(紅外平臺）中紅外波段（1.3~2.5μm）受到含水量的影響，以1.45μm、1.95μm、2.7μm為中心是水的吸收帶，形成低谷。77第七十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一2)不同健康狀態(tài)松樹的反射光譜曲線78第七十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一3)不同植被的反射光譜曲線79第七十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一水體的反射波譜特性曲線水體的光譜反射特性藍(lán)、綠波段為反射帶近、中紅外波段為完全吸收帶80第八十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一植被和水體的反射波譜特性曲線比較近紅外波段紅波段綠波段81第八十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一渾水反射波譜水含有泥沙，泥沙散射使渾水在可見光波段反射率增加，在影像上通常呈現(xiàn)出黃綠色。反射率增加的程度隨懸浮物的濃度和粒徑而增加含沙量增高，最高反射率自黃綠光向紅光和近紅外光移動。水含有葉綠素時(shí)，近紅外部分抬升，在影像上通常呈現(xiàn)為綠色或紅色。“富營養(yǎng)化”82第八十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一水體反射波譜83第八十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一城市道路、建筑物的反射波譜特性曲線在城市遙感影像中，通?？吹浇ㄖ锏捻敳俊⒉糠纸ㄖ锏膫?cè)面、無植被覆蓋的道路建筑材料各不相同84第八十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一城市道路、建筑物的反射波譜特性曲線城市道路、建筑物的光譜反射特性紅外波段較可見光波段反射強(qiáng)石棉瓦較其他材料反射強(qiáng)瀝青較其他材料反射弱85第八十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一土壤的反射波譜特性曲線土壤的光譜反射特性自然狀態(tài)下土壤表面的反射率沒有明顯的峰值和谷值。土壤的反射波譜特性曲線與土壤質(zhì)地組成有關(guān)土壤反射波譜特性曲線較平滑，因此在不同光譜段的遙感影像上，土壤的亮度區(qū)別不明顯。86第八十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一植被、水體、土壤的反射波譜特性曲線87第八十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一影響地物光譜反射率變化的因素如：太陽位置、傳感器位置、地理位置、地形、季節(jié)、氣候變化、地面濕度變化、地物本身的變異、大氣狀況等。

新雪和陳雪的反射特性曲線大豆反射率變化范圍88第八十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一4.3地物波譜特性的測定地物波譜特性的測定原理地物波譜特性的測定步驟89第八十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一4.3地物波譜測量測量地物的反射波譜特性曲線主要作用：它是選擇遙感波譜段、設(shè)計(jì)遙感儀器的依據(jù)在外業(yè)測量中，它是選擇合適的飛行時(shí)間的基礎(chǔ)資料它是有效地進(jìn)行遙感圖像數(shù)字處理的前提之一，是用戶判讀、識別、分析遙感影像的基礎(chǔ)。90第九十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一4.3.1地物波譜特性的測定原理它是光線入射方向、反射方向和波長的函數(shù)，是基于微分面元和微分立體角定義的。91第九十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一雙向反射比因子R（BRF）BRF是最接近BRDF的可測量物理量，其定義為直射光入射條件下，某一觀測方向上目標(biāo)反射的輻射亮度與假定該目標(biāo)被一理想漫反射表面代替時(shí)反射的輻射亮度之間的比值。4.3.1地物波譜特性的測定原理92第九十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一地表的二向反射特性反映地表的二向反射的照片PhotographbyDonDeering9393第九十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一地表的二向反射特性反映地表的二向反射的照片PhotographbyDonDeering9494第九十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一地表的二向反射特性反映地表的二向反射的照片PhotographbyDonDeering9595第九十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一測定地物反射波譜特性的儀器

分光光度計(jì)，光譜儀，攝譜儀儀器由收集器、分光器、探測器和顯示或記錄器組成。收集器的作用是收集來自物體或標(biāo)準(zhǔn)板的反射輻射能量。它一般由物鏡、反射鏡、光欄（或狹縫）組成；分光器的作用是將收集器傳遞過來的復(fù)色光進(jìn)行分光（色散），它可選用棱鏡、光柵或?yàn)V光片；探測器的類型有光電管、硅光電二極管、攝影負(fù)片等；顯示或記錄器是將探測器上輸出信號顯示或記錄下來，或驅(qū)動X－Y繪圖儀直接繪成曲線。96第九十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一測量的方法

垂直測量P53非垂直測量P5497第九十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期一1.4.3地物波譜特性的測定步驟架設(shè)好光譜儀，接通電源并進(jìn)行預(yù)熱；安置波長位置，調(diào)好光線進(jìn)入儀器的狹縫寬度；將照準(zhǔn)器分別照準(zhǔn)地物和標(biāo)準(zhǔn)板，并測量和記錄地物、標(biāo)準(zhǔn)板在波長λ1，λ2，……λn處的觀測值Iλ和Iλ0；