遙感物理基礎課件

第二章遙感物理基礎第二章遙感物理基礎第二章遙感物理基礎第一節(jié)電磁波與電磁波譜第二節(jié)太陽輻射與大氣窗口第三節(jié)地物波譜特征第四節(jié)色度學第二章遙感物理基礎第一節(jié)電磁波與電磁波譜地球上每一個物體都在不停地吸收、發(fā)射和反射信息和能量，其中有一種人類已經認識到的形式——電磁波。不同的物體具有不同的物質組成和結構；由此導致其電磁波譜特征（特征光譜）不同。遙感就是根據這個原理來探測地表物體對電磁波的反射和其發(fā)射的電磁波，從而提取這些物體的信息，完成遠距離識別物體。不同地物的光譜曲線不同。同一種物體在不同的情況下，在各波段的反射率也不同。地球上每一個物體都在不停地吸收、發(fā)射和反射信息和能量，其中有第一節(jié)電磁波與電磁波譜

不同類型的地物具有反射或輻射不同波長電磁波的特性，遙感技術是利用地物反射和輻射電磁微波的固有特性來探測地面目標的。因此，關于電磁波輻射的基本原理就成為遙感技術的理論基礎。本章僅從“遙感”的角度簡述一些有關問題。

一、電磁波

電磁波是能量的一種動態(tài)形式。只有當它與物質相互作用時才表現出來。

在自然界中，無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波，不過它們產生的方式不同，波長也不同。

根據電磁場理論，變化的電場能夠在它的周圍激起磁場的變化，同樣，變化的磁場也能夠在它周圍激起電場的變化，這種交變的電磁場在空間由近及遠的傳播過程稱為電磁波。

第一節(jié)電磁波與電磁波譜

不同類型的地物具有反電磁波的電（E）、磁（H）向量電磁波示意圖電磁波的電（E）、磁（H）向量電磁波示意圖電磁波電磁波電磁能量有以下幾個主要參數

波長(Wavelength)：指波在一個振動周期內傳播的距離。即沿波的傳播方向，兩個相鄰的同相位點(如波峰或波谷)間的距離。用

表示，單位為厘米(cm)、毫米(mm)、微米(

m)、納米(nm)等周期：波前進一個波長那樣距離所需的時間（T）頻率(frequency)：指單位時間內，完成振動或振蕩的次數或周期（T）.用V示。單位為赫茲(Hz)、千赫(KHz)、兆赫(MHz)、吉赫(GHz)等。電磁能量有以下幾個主要參數波長(Wavelength)：指波長與頻率波長與頻率振幅(Amplitude)：表示電場振動的強度。它被定義為振動物理量偏離平衡位置的最大位移。即每個波峰的高度。單位為瓦特／米2·厘米電磁波的波長、頻率、及速度間有如下關系：

＝

V

電磁波在真空中以光速C＝2.998×108米／秒(m／s)傳播，在大氣中小于光速但接近于光速傳播。一般可用波長或頻率來描述或定義電磁波譜的范圍。在可見光一紅外遙感中多用波長，如

m、nm等：在微波遙感中多用頻率，如MHz、GHz等。振幅(Amplitude)：表示電場振動的強度。它被定義為振幾個輻射度量概念輻射能W——電磁輻射所攜帶（或傳遞）的能量，它表示在給定的時間間隔內由輻射源輻射出的全部能量。輻射能的單位是焦爾（符號J）輻射通量

——輻射能傳遞的時間速率，是單位時間內所傳遞的能量。常用單位是瓦（符號W）。大多數傳感器響應的是輻射能傳遞的時間速率，而不是所傳遞的總能量幾個輻射度量概念輻射能W——電磁輻射所攜帶（或傳遞）的能量，輻射通量密度——單位面積所截獲的輻射通量。輻照度——投射到表面上的輻射通量密度。用符號E表示（單位為W·m-2)出射率——從表面發(fā)出的輻射通量密度。用符號M表示（單位為W·m-2）輻射通量密度——單位面積所截獲的輻射通量。輻射強度I——輻射源每單位立體角所發(fā)出的輻射通量密度，單位為瓦·球面度-1（W

·Sr-1)立體角是輻射通量定量測量的一個基本概念，采用類似弧度的度量方法。輻射強度I——輻射源每單位立體角所發(fā)出的輻射通量密度，單位輻射率L——在擴展源的某一方向上的單位立體角內，由垂直于那個方向的平面上輻射源的投影單位面積所發(fā)射的輻射通量。輻射率L——在擴展源的某一方向上的單位立體角內，由垂直于那個1）不需要傳播介質2）橫波3）波動性4）粒子性5）疊加原理6）相干性和非相干性7）衍射和偏振

（遙感器的幾何圖象分辨率，波長越長，偏振現象越顯著，偏振攝影和雷達成像）8）多譜勒效應（合成孔徑側視雷達）電磁波的特點和遙感意義1）不需要傳播介質2）橫波3）波動性4）粒子動量：P能量：Eh:普朗克常數，6.6260755×10－34Jsc:光速；v:頻率能量和動量是粒子屬性，頻率和波長是波動屬性。可見光，紅外線；微波和無線電波；紫外線和X射線Y射線。電磁波的粒子性動量：P能量：Eh:普朗克常數，6.6260755×10電磁輻射傳播的基本特性干涉衍射偏振電磁輻射傳播的基本特性干涉干涉(interference)

一列波在空間傳播時，將引起空間各點的振動，兩列(或多列)波在同一空間傳播時，每列波對各點的振動都有貢獻，因此空間各點的振動就是各列波單獨在該點產生的振動的疊加合成（波的疊加原理）。這種波的疊加合成不是筒單的代數和，而是矢量和。同振幅、頻率和初位相(具固定位相關系)的兩列(或多列)波的疊加合成而引起振動強度重新分布的現象稱為“干涉現象”干涉(interference)

干涉現象中，在波的交疊區(qū)有的地方振幅增加，有的地方振幅減小，振動強度在空間出現強弱相間的固定分布，形成干涉條紋。干涉現象普通存在，它是波的一個重要特性，但只有相干波(具有固定位相關系的波束)才能產生干涉現象。光波的干涉圖樣是一系列明暗相間的條紋或曲線。在光學儀器中利用光的干涉原理制作干涉濾光片等；也可以利用電磁波的干涉制作定向的發(fā)射天線。干涉現象中，在波的交疊區(qū)有的地方振幅增加楊氏干涉楊氏干涉衍射(diffraction)

波在傳播過程中遇到障礙物時，在障礙物的邊緣一些波偏離直線傳播而進入障礙物后面的“陰影區(qū)”的現象稱為“衍射現象”。它是由于障礙物引起波的振幅或相位的變化，導致波在空間上振幅或強度重新分布的現象，也是波的重要特性之一。衍射(diffraction)小孔衍射小孔衍射光學儀器分辨能力光學儀器分辨能力偏振(Polarization)

偏振是橫波中呈現出的一種特殊現象。電磁波作為一種橫波，其相互垂直的電場和磁場的振動方向是與傳播方向垂直的。傳播方向確定后其振動方向并不是唯一的,也可以隨時間按一定方式變化或按一定規(guī)律旋轉，出現偏振現象?？v波則不同，它沿著波的傳播方向振動，傳播方向確定后其振動方向便是唯一的，所以不會有偏振現象。偏振(Polarization)偏振用起偏振器獲得偏振波用起偏振器獲得偏振波

通常把包含電場振動方向的平面稱為偏振面。如果振動方向是唯一的，不隨時間而改變，即偏振面方向固定，則為線偏振(線性極化或平面極化)。沿一個固定方向振動的光為偏振光；太陽光是非偏振光(所有方向的振幅相等，無一優(yōu)勢方向)；一些人造光源(如激光和無線電、雷達發(fā)射)是偏振光源，常有明確的極化狀態(tài)。介于兩者之間的為部分偏振光--許多散射光、反射光、透射光均屬此類(其部分能量有明確的極化狀態(tài))。電磁波在反射、折射、吸收、散射過程中，不僅其強度發(fā)生變化，其偏振狀態(tài)也往往發(fā)生變化，所以電磁波與物體相互作用的偏振狀態(tài)的改變也是一種可利用的遙感信息。通常把包含電場振動方向的平面稱為偏振面。如A天然光；B偏振光；C部分偏振光A天然光；B偏振光；C部分偏振光二、電磁波譜定義：按照電磁波的波長（頻率的大?。╅L短，依次排列成的圖表，稱為電磁波譜。

藍0.38～0.50μm，綠0.50～0.60μm，紅0.60～0.76μm。0.01～0.38μm0.38～0.76μm0.76～1000μm微波：1000μm～1.0m二、電磁波譜定義：按照電磁波的波長（頻率的大?。╅L短，依次排各種電磁波的特點各種電磁波的特點遙感物理基礎ppt課件電磁波譜中各譜段的主要特點

—射線

波長小于0.03nm,波長短、頻率高，具很大能量，很高的穿透能力。來自太陽輻射中的全被大氣吸收，因此不能用于遙感。但來自放射性礦物的可被低空遙感所探測，有遙感前景。電磁波譜中各譜段的主要特點—射線X—射線

波長0.03—3nm，在大氣中全部被吸收，不能用于遙感X—射線波長0.03—3nm，在大氣中全部被吸收，不能用紫外線（UV）

波長3nm—0.38

m3nm—0.01

m超遠紫外0.01—0.2

m遠紫外0.2—0.3

m中紫外0.3—0.38

m近紫外（攝影紫外）具較高能量，在大氣中散射嚴重紫外線（UV）波長3nm—0.38m可見光(Visiblelight)

波長0.38—0.76

m，電磁波譜中人眼所唯一能見到的波區(qū)。還可分出更窄的譜段，如紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫，也可粗分為：藍0.38—0.50

m綠0.50—0.60

m紅0.60—0.76

m可見光(Visiblelight)波長0.38—0.紅外線（Infrared,IR)波長0.76～1000

m近紅外（NIR）0.76～3

m（反射紅外）（其中0.76～0.9

m又稱攝影紅外）中紅外（MIR）3～6

m遠紅外（FIR）6～15

m超遠紅外（UFIR）15～1000

m（其中中、遠紅外等是物體發(fā)射的一種熱輻射，所以也叫熱紅外）紅外線（Infrared,IR)波長0.76～1000m紅外(Infrared,IR)反射紅外（reflectiveIR）：0.7-3.0m熱紅外(ThermalIR)：3.0-100m以往用法：近紅外：0.7-1.1m中紅外：1.1-3.0（6.0，8.0）m遠紅外：8.0-100m目前遙感界習慣用法：近紅外（NIR,near-infrared）：0.7-1.1m短波紅外(SWIR,shortwaveIR）：1.1-3.0（2.5）m中紅外(MWIR,MidwaveIR)：3.0-6.0（8.0）m熱紅外(TIR,ThermalIR)：8.0-15m紅外(Infrared,IR)微波（Microwave)波長0.1～100cm,實際是無線電波的一部分毫米波:1mm～10mm厘米波:1cm～10cm分米波:1dm～10dm特點：穿透性（云、霧、冰）不受氣候和晝夜影響能量弱微波（Microwave)波長0.1～100cm,實際是無線微波波段(1mm-1m,最常用1cm-1m)遙感常用波段符號：P：30-100cmL:15-30cmS:7.5-15cmC:3.75-7.5cmX:2.4-3.75cmKu:1.57(1.7)-2.4cmK:1.1-1.57(1.7)cmKa:0.75-1.1cm微波波段(1mm-1m,最常用1cm-1m)無線電波（Radiowave)不能用于遙感。短波被大氣層全部反射，中波長波被電離層吸收無線電波（Radiowave)不能用于遙感。短波被大氣層全電磁波譜及其在遙感上的應用電磁波譜及其在遙感上的應用第二節(jié)太陽輻射與大氣窗口

在地球環(huán)境中，太陽是一個最強大的輻射源，目前遙感技術中所用的可見光波段，近紅外波段的能量來源主要來自太陽。地球本身也是天然電磁輻射源，是目前熱紅外遙感的主要輻射源。

第二節(jié)太陽輻射與大氣窗口在地球環(huán)境中一、太陽輻射和大地輻射一、太陽輻射和大地輻射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，51％在紅外部分）

太陽輻射及其能量分布1）5900K的黑體輻射。地球是另一個大的天然電磁輻射源。地球除以反射太陽輻射的方式以外，還以火山噴發(fā)、溫泉和大地熱流等多種形式，向宇宙空間不斷地輻射熱能。地球輻射能量集中在中紅外（3～6μm）及熱紅外（6～15μm）譜段，其峰值波長在9.7μm處。太陽輻射波譜曲線與地球的輻射曲線在約3μm處相交。由此可知，當人們對地面目標進行遙感時，傳感器接收到的波長小于3μm部分，主要是地物反射太陽輻射的能量；波長大于3μm部分，主要是地物自身的發(fā)射輻射（熱輻射）能量。地球輻射及其能量分布地球是另一個大的天然電磁輻射源。地球除以反射太陽輻射地面物體的電磁輻射信息包括反射信息，它只能在白天接收發(fā)射信息，它既能在白天，又能在夜間接收地面物體的電磁輻射信息包括太陽、地物和人工發(fā)射輻射電磁波，都要通過地球大氣。而大氣作為一種傳輸介質，對電磁輻射的影響主要表現為散射與選擇性吸收，致使電磁輻射強度減弱，其光譜成分也發(fā)生一定的變化。這種影響通常以衰減因數來衡量。即：

σ0＝α＋γσ0—衰減因數α—吸收系數γ—散射系數

散射系數γ取決于大氣中氣體分子、液態(tài)和固態(tài)雜質的散射；吸收系數α取決于大氣中氣體分子的吸收。γ與α隨波長不同而變化。在可見光波段以散射為主，紅外波段以吸收為主。

二、大氣的作用太陽、地物和人工發(fā)射輻射電磁波，都要通過地球二、大氣的作用二、大氣的作用傳感器接收到：L＝Ls

+La衛(wèi)星EA大氣La—散射輻射（一）大氣散射Ls—表面反射的輻射率傳感器接收到：L＝Ls+La衛(wèi)星EA大氣La—散射（一）大氣散射

1、瑞利散射

當微粒直徑小于波長時，d﹤﹤λ時，一般認為（d<λ/10）散射系數與λ4成反比，主要由大氣中的氣體分子引起

可見，波長越短，散射越強。

（一）大氣散射

1、瑞利散射

晴朗的天空為藍色；出現藍色蒙霧，紫外區(qū)不適于進行遙感

主要影響短波波段，主要是使傳感器接收到的能量加上一個常數，這就造成圖像反差變小，模糊。1、瑞利散射晴朗的天空為藍色；出現藍色蒙霧，紫外區(qū)不適于進行遙感

質點直徑和電磁波波長差不多時（dλ）

2米散射

主要是大其中的氣溶膠引起的散射。

云、霧等的懸浮粒子的直徑和0.76－15um之間的紅外線波長差不多，需要注意。

質點直徑和電磁波波長差不多時（dλ）2米散射3非選擇性散射當質點直徑大于電磁波波長時（d>λ）,散射率與波長沒有關系

人看到的云和霧是白色的，就是非選擇性散射的結果。3非選擇性散射當質點直徑大于電磁波波長時（d>λ）,（二）大氣吸收大氣吸收電磁輻射的主要物質是：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，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個弱吸收帶，2.7，4.3，14.5um為強吸收帶。3）臭氧

主要在紫外線，所以在遙感技術中很少應用紫外光譜段4）其它吸收電磁波的物質

氧氣主要吸收波長小于0.2um的，

塵埃吸收作用很少。

（二）大氣吸收大氣吸收電磁輻射的主要物質是：水、二氧化碳和臭（三）反射作用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。

大氣對太陽輻射的衰減總體規(guī)律： 大氣吸收15％，

散射和反射42％，其余43％

太陽輻射到達地面。 又一說：大氣吸收17％，

散射22％，反射30％，其余31％

太陽輻射到達地面。

（三）反射作用主要是大氣中的云層，大的塵埃。大氣對太陽輻射太陽輻射經大氣衰減圖太陽輻射經大氣衰減圖（四）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。

（四）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（四）大氣窗口（四）大氣窗口常用大氣窗口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，白天記錄3）3.5－5.5um：中紅外窗口，60％－70％，白天夜間，掃描成像記錄4）8－14um：遠紅外窗口，超過80％，白天夜間，掃描記錄5）1.4－300mm：

微波窗口，

白天夜間，掃描記錄。

常用大氣窗口1）0.3－1.4um：包括全部可見光（95％一、地物波譜特征的概念地物波譜特征是指各種地物各自所具有的電磁波特性（反射、發(fā)射、吸收、透射）。

任何物體對外來電磁波均有反射、吸收和透射作用。同時任何物體只要其溫度高于絕對零度，都會不斷向外界發(fā)射電磁波（熱輻射）。在入射電磁波與反射、吸收和透射電磁波之間，據能量守恒原理，為：ρ＋α＋τ＝100％式ρ—反射率α—吸收率τ—透射率第三節(jié)地物波譜特征一、地物波譜特征的概念第三節(jié)地物波譜特征(1)鏡面反射(Specularreflection)(2)漫反射(Diffusereflection)(3)方向反射(Directionalreflection)

地物對電磁波的反射有三種形式(1)鏡面反射(Specularreflection)地

∵任何物體的發(fā)射率總是等于它同溫度同波段的吸收率即α（λT）＝ε（λT）α＝ε對于不透明的物體來說，可以認為τ（λ）＝0則ρ（λ）＝1－α（λ）∴ρ＝1－ε則ε＝1－ρ即各種地物發(fā)射電磁波的特性可以通過間接地測試各種地物反射電磁波的特性得到。正因為各種地物反射、發(fā)射電磁波能力各不相同，才構成遙感據以探測和識別各種目標物的依據?！呷魏挝矬w的發(fā)射率總是等于它同溫度同波段的二、地物反射波譜特征

（一）地物反射波譜特性當電磁波從較稀疏的空氣介質入射到較密介質時，將產生反射。一般用反射率來表示地物反射能力。

通常反射率定義為物體的反射能量與入射能量之比。即：ρ＝Eρ／E顯然，反射率高，在遙感圖像上就越亮，反之則越暗。因為波長不同，同一地物其反射率也不同。遙感中更常用的是光譜反射率。

光譜反射率：地物在某波段的反射能量與該波段的入射能量之比，即ρλ＝Eρλ／Eλ

二、地物反射波譜特征

地物反射波譜特性：地物波譜反射率隨波長變化而改變的特性。

地物反射特性曲線：將地物的波譜反射率與波長的關系在直角坐標系中描繪出的曲線。通常以橫坐標代表波長，縱坐標代表光譜反射率所作出的相關曲線來表示

對同一地物來說，其它條件相同的情況下，由于入射波長不同，反射率也不同。同時，對同一入射波長來說，不同物質其反射率也不同。任何物體均有其自己獨特的反射波譜曲線形態(tài)，遙感圖像的解譯工作就是建立在這個基礎上的。地物反射波譜特性：地物波譜反射率隨波長變化而改１、植被

２、水體３、土壤４、巖石５、沙漠６、濕粘土7、雪（二）幾類常見地物反射波譜特性１、植被（二）幾類常見地物反射波譜特性可分為三段：1、0.4-0.76m:有一個小的反射峰，位于綠色波段（0.55m），兩邊（藍、紅）為吸收帶（凹谷）2、0.76-1.3m:高反射，在0.7m處反射率迅速增大，至1.1處有峰值3、1.3-2.5m:受植物含水量影響，吸收率增加，反射率下降，形成幾個低谷植被的光譜曲線：可分為三段：植被的光譜曲線：綠色植物有效光譜響應特征植被的光譜曲線：綠色植物有效光譜響應特征植被的光譜曲線：水體的反射主要在藍光波段，其他波段吸收都很強，特別在近紅外以后水體便成為一個吸收體。水體的光譜曲線：水體的反射主要在藍光波段，其他波段吸收都很強，特別在近紅外以光譜反射特性可能包括來自三方面的貢獻：水的表面反射、水體底部物質的反射和水中懸浮物質的反射。光譜吸收和透射特性不僅與水體本身的性質有關，而且還明顯地受到水中各種類型和大小的物質——有機物和無機物的影響。水體的光譜曲線：光譜反射特性可能包括來自三方面的貢獻：水的表面水體的光譜曲線：水體的光譜曲線：沒有明顯的波峰波谷土質越細反射率越高，有機質含量越高含水量越高，反射率越低土壤的光譜曲線：沒有明顯的波峰波谷土壤的光譜曲線：自然狀況的土壤表面的反射率沒有明顯的峰值和谷值，一般來說土質越細，反射率越高，有機質含量越高和含水量越高反射率越低。此外土壤的肥力也會對反射率產生影響。土壤的光譜曲線：自然狀況的土壤表面的反射率沒有明顯的峰值和谷值，一般來說土質巖石的光譜曲線：巖石的波譜特征是地質遙感的基礎，不同的礦物成分、礦物含量、風化程度、含水狀況、顆粒大小、表面的光滑程度、色澤等都會影響到其反射波譜特征。巖石的光譜曲線：巖石的波譜特征是地質遙感的基礎，不同的礦物成形態(tài)各異，沒有統(tǒng)一的變化規(guī)律巖石的光譜曲線：形態(tài)各異，沒有統(tǒng)一的變化規(guī)律巖石的光譜曲線：巖石的光譜曲線：巖石的光譜曲線：其他光譜曲線：其他光譜曲線：遙感物理基礎ppt課件遙感物理基礎ppt課件遙感物理基礎ppt課件１、水份２、礦物成份３、可溶鹽量４、風化作用５、表面結構６、季節(jié)、植被覆蓋7、產狀、坡向8、其它：如時間、氣候條件等（三）影響地物反射波譜特征的因素１、水份（三）影響地物反射波譜特征任何物體只要它的溫度在絕對零度以上，就存在著分子的熱運動，它能夠不斷地向外發(fā)射電磁波。在紅外波段這種輻射則為熱輻射。地物的電磁波發(fā)射能力主要與它的溫度有關。為了衡量地物發(fā)射電磁波能力的大小，常以黑體輻射作為度量的標準。１、黑體是指能夠在熱力學定律所允許的范圍內，最大限度地把熱能轉變成輻射能的理想輻射體?；蛘哒f能全部吸收外來電磁波輻射而毫無反射和透射能力的理想物體。黑體的熱輻射稱為黑體輻射。

三、地物發(fā)射波譜特征三、地物發(fā)射波譜特征灼熱物體的光譜成分與溫度的關系輻射色溫度（K）無色（紅外輻射）開始發(fā)光深紅櫻桃紅－亮櫻桃紅深橙黃－黃白－亮白白熾

80080010001200～13001400～15001600～17001800～1900灼熱物體的光譜成分與溫度的關系輻射色溫度（K）無色（紅外輻射(1)普朗克定律1900年，普朗克用量子論的概念推導出黑體的熱輻射定律，闡明了黑體輻射的能量做為溫度的函數沿波長分布的情況

式中：wλ——黑體輻射能量

w/m3h——普朗克常數（h=6.626*10-34w/s2）k——波耳滋曼常數（k=1.38*10-23w?s/k）λ——波長，mC——光速(C=3*108m/s)T——黑體的絕對溫度K從上式可以看出wλ與T和輻射能量的波長λ有關。以T為第一變量，λ為第二變量可在直角平面坐標系中繪出wλ與T、λ的關系曲線。該曲線也叫做黑體的波譜輻射曲線。２、黑體輻射定律(1)普朗克定律２、黑體輻射定律變化特點：(1)輻射通量密度隨波長連續(xù)變化，只有一個最大值；(2)溫度越高，輻射通量密度越大，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。變化特點：(2)維恩定律峰值波長與絕對溫度的關系。對普朗克公式微分并求極值：得λmax·T＝2897.8μ·K上式表明，黑體輻射的峰值波狀與絕對溫度溫度T成反比，即溫度越高，λmax愈小，即向短波方向移動。(2)維恩定律得λmax·T＝例：太陽看作具6000K的黑體，其輻射的峰值波長λmax＝0.5μm地球表面平均溫度為27℃(即300K)λmax＝9.6μ由圖中可以看出黑(物)體輻射能量區(qū)別最明顯處就在其λmax附近,所以通過記錄某物體的λmax處的輻射特性來識別它最為便利.維恩定律為識別特定物體而設計遙感器的響應波段提供了理論基礎..遙感物理基礎ppt課件(3)斯蒂芬—玻耳茲曼定律將普朗克公式對波長從零到無窮大范圍內作積分求得上式表明黑體輻射能量與絕對溫度四次方成正比.即溫度越高,黑體輻射的能量愈大,被遙感器記錄的能量也愈大;反之亦然.這說明不同溫度的物體具有不同的輻射能量,記錄下它們之間的輻射能量差別就為區(qū)別它們提供了基礎.這也是在遙感圖像上識別不同物體的基礎.(3)斯蒂芬—玻耳茲曼定律上式表明黑體輻射能量與絕對溫在任何一個給定的溫度下，任何一個物體的發(fā)射能量W(T)與其吸收率α(T)之比都等于在同一溫度T下的黑體的發(fā)射能量W黑(T).即由上式可導出下式這表明任何一個物體在溫度T下的發(fā)射率ε(T)都等于它在此同一溫度T下的吸收率α(T)。3、基爾霍夫定律由上式可導出下式3、基爾霍夫定律對于物體在溫度T下所發(fā)射或吸收的每個單色波長分量而言，以上兩式也成立。即以上四式都是基爾霍夫定律的表達式。由基爾霍夫定律可知，任一物體在某溫度下、某波長處的光譜發(fā)射率ε(λ,T)與光譜吸收率α(λ,T)永遠相等。對于物體在溫度T下所發(fā)射或吸收的每個單色波長

地物的發(fā)射率是地物的發(fā)射能量與同一溫度下的黑體發(fā)射能量的比值ε(T)＝W(T)/W黑(T)按照發(fā)射率（恒等于吸收率）的大小及其與波長的關系，可以把物體分為三類：①絕對黑體：在任何溫度下對任何波長的電磁波的光譜發(fā)射率恒等1的物體。②灰體：在任何溫度下對任何波長的電磁波的光譜發(fā)射率都小于1，且不隨波長而變化的物體。③選擇性輻射體：光譜發(fā)射率隨波長而變化的物體4、地物發(fā)射率與三大發(fā)射體4、地物發(fā)射率與三大發(fā)射體三大發(fā)射體三大發(fā)射體5、地物發(fā)射波譜地物的光譜發(fā)射率與波長的關系叫做地物發(fā)射光譜，用來表示地物發(fā)射波譜的曲線叫做地物發(fā)射波譜曲線。

6、影響地物發(fā)射波譜的因素：①地物的物質成份②地物表面的粗糙度③地物表面的顏色④地物表面的形態(tài)特征5、地物發(fā)射波譜地物發(fā)射波譜示例地物發(fā)射波譜示例顏色是外來的光刺激作用于人的視覺器官而產生的主觀感覺，因而物體的顏色不僅取決于物體本身，而且還與光源、周圍環(huán)境的顏色，以及觀察者的視覺系統(tǒng)都有關系。

第四節(jié)色度學顏色是外來的光刺激作用于人的視覺器官而產生的主觀感覺，因第四節(jié)色度學一、三原色三原色：任何一種單色光不能通過其它兩種混合而成。即紅（R）、綠（G）、藍（B）１、加色法→三間色R+G＝Y(黃)G+B＝C(青)黃、青、品紅為三間色R+B＝M(品紅)R+G+B＝W(白)

RGB模型第四節(jié)1、RGB模型R綠(0,1,0)黃(1,1,0)白(1,1,1)品紅(1,0,1)青(0,1,1)黑(0,0,0)藍(0,0,1)紅(1,0,0)GBRGB立方體1、RGB模型R綠(0,1,0)黃(1,1,