第二章-电磁波及电磁波谱.ppt

②②电磁波的波动性形成光的干涉、衍电磁波的波动性形成光的干涉、衍射、偏振等现象射、偏振等现象2）粒子性：光电效应：光子作为一）粒子性：光电效应：光子作为一种基本粒子，具有能量和动量种基本粒子，具有能量和动量能量：能量：动量：动量：2.1.2 电磁波谱电磁波谱1）电磁波谱）电磁波谱  按电磁波的波长的大小，依次排列画成图表，按电磁波的波长的大小，依次排列画成图表，这个图表叫做电磁波谱这个图表叫做电磁波谱2）电磁波谱序列）电磁波谱序列  按波长递增的序列依次为：按波长递增的序列依次为：γ射线射线—X射线射线—紫紫外线外线—可见光可见光—红外线红外线—微波微波—无线电波无线电波电磁波谱电磁波谱2.1.2 电磁波谱电磁波谱近红外近红外：：0.76-3μm，中红外：，中红外：3-6μm，远红外：，远红外：6-15μm，超远红外：，超远红外：15-1000μm任何温度高于绝对零度任何温度高于绝对零度(即即-273.15℃)的物体都的物体都能产生红外辐射，例如太阳、大地、云雾、冰能产生红外辐射，例如太阳、大地、云雾、冰块、建筑物、车辆等，由于其内部分子热运动块、建筑物、车辆等，由于其内部分子热运动的结果，都会产生红外辐射。

的结果，都会产生红外辐射人眼却无能感知红外辐射人眼却无能感知红外辐射微波微波：波长在：波长在1mm-1m的波段范围内该范围的波段范围内该范围内可再分为：毫米波、厘米波、分米波用特内可再分为：毫米波、厘米波、分米波用特定的字母表示，定的字母表示，如如Ka，，K，，Ku，，X，，C，，S，，L，，P2.1.3 电磁波传播的基本性质电磁波传播的基本性质1）电磁波的叠加）电磁波的叠加电磁波的独立传播原理：数列波在传播过程中，电磁波的独立传播原理：数列波在传播过程中，相遇后仍能保持它们各自原有的特性（频率、相遇后仍能保持它们各自原有的特性（频率、波长、振幅、振动方向等）不变波长、振幅、振动方向等）不变电磁波可以用无穷个正弦波叠加构成，每个正电磁波可以用无穷个正弦波叠加构成，每个正弦波有它自己的振幅、频率和相位弦波有它自己的振幅、频率和相位2.1.3 电磁波的基本性质电磁波的基本性质2）干涉）干涉定义：频率、振动方向、相位相同或相位差恒定义：频率、振动方向、相位相同或相位差恒定的两（或数）列波相遇时，合成波某些地方定的两（或数）列波相遇时，合成波某些地方振动始终加强，另一些地方振动始终减弱的现振动始终加强，另一些地方振动始终减弱的现象。

象干涉的条件：电磁波必须是单色波例如：激干涉的条件：电磁波必须是单色波例如：激光，雷达光，雷达优点：能量增大，使图像清晰，方向性强优点：能量增大，使图像清晰，方向性强缺点：同一物质，表现性质不同缺点：同一物质，表现性质不同2.1.3 电磁波的基本性质电磁波的基本性质3）衍射）衍射定义：电磁波在传播过程中遇到障碍物时，其传播方定义：电磁波在传播过程中遇到障碍物时，其传播方向发生改变，能够绕过障碍物的边缘继续前进，这种向发生改变，能够绕过障碍物的边缘继续前进，这种现象称为电磁波的衍射现象称为电磁波的衍射主要用于传感器的设计和提高图像分辨率主要用于传感器的设计和提高图像分辨率1）发生衍射时，电磁辐射通量的数量、质量、方向发）发生衍射时，电磁辐射通量的数量、质量、方向发生变化，测量结果不准，对目标解译带来困难生变化，测量结果不准，对目标解译带来困难2）影响遥感所用仪器的分辨能力影响遥感所用仪器的分辨能力θ：最小分辨角，：最小分辨角，λ：波长，：波长，D：仪器孔径）：仪器孔径）（（3）缩小阴影区域缩小阴影区域2.1.3 电磁波的基本性质电磁波的基本性质4）极化（偏振））极化（偏振）定义：定义：当电磁波在空间传播时，其电场强度矢当电磁波在空间传播时，其电场强度矢量振动方向的瞬时取向，这种现象称为的极化量振动方向的瞬时取向，这种现象称为的极化（偏振）。

偏振）表示：通常用电场强度矢量端点随着时间在空表示：通常用电场强度矢量端点随着时间在空间描绘出的轨迹来表示电磁波的极化间描绘出的轨迹来表示电磁波的极化分类分类(根据轨迹根据轨迹)：平面极化（线极化）、圆极：平面极化（线极化）、圆极化、椭圆极化化、椭圆极化2.1.3 电磁波的基本性质电磁波的基本性质平面极化（也称线极化）：电磁波的极化方向平面极化（也称线极化）：电磁波的极化方向保持在固定的方向上的极化保持在固定的方向上的极化水平极化和垂直极化都是平面极化的特例水平极化和垂直极化都是平面极化的特例平面极化方式分为：平面极化方式分为：（（1））垂直（垂直（V）极化）极化：极化面与地面垂直的极化极化面与地面垂直的极化2））水平（水平（H）极化）极化：极化面与地面平行的极化极化面与地面平行的极化2.1.3 电磁波的基本性质电磁波的基本性质极化的组合类型：极化的组合类型：HH极化极化：发射波为水平极化，接收回波为：发射波为水平极化，接收回波为水平极化；水平极化；VV极化极化：发射波为垂直极化，接收回波为：发射波为垂直极化，接收回波为垂直极化垂直极化正交极化正交极化：：         VH极化极化：发射波为垂直极化，接收回波为：发射波为垂直极化，接收回波为水平极化。

水平极化        HV极化极化：发射波为水平极化，接收回波为：发射波为水平极化，接收回波为垂直极化垂直极化2.1.3 电磁波的基本性质电磁波的基本性质极化方式不同，微波遥感影像不同具体应用极化方式不同，微波遥感影像不同具体应用中，须经过测试，才能知道地物对雷达回波的中，须经过测试，才能知道地物对雷达回波的极化特性的影响极化特性的影响 极化的产生：通过偏振器产生极化的产生：通过偏振器产生极化的效应：遥感影像便于立体观察极化的效应：遥感影像便于立体观察2.1.3 电磁波的基本性质电磁波的基本性质5）多普勒效应）多普勒效应电磁辐射因辐射源或观察者相对于传播介质的运电磁辐射因辐射源或观察者相对于传播介质的运动，而使观察者接收到的频率发生变化的现象，动，而使观察者接收到的频率发生变化的现象，称为多普勒效应称为多普勒效应 式中：式中：    f：电磁波辐射源的频率：电磁波辐射源的频率        f1：观察者接收到的频率：观察者接收到的频率       c：波速：波速        v：辐射源相对于介质的速度：辐射源相对于介质的速度       v1：观察者相对于介质的速度：观察者相对于介质的速度例如：雷达测速仪例如：雷达测速仪2.2 物体的发射辐射物体的发射辐射2.2.1 黑体辐射黑体辐射1）绝对黑体（简称黑体））绝对黑体（简称黑体）   对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体。

对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体2）黑体辐射定律）黑体辐射定律Ø普朗克定律普朗克定律    在给定温度、单位时间、面积、波长范围内黑在给定温度、单位时间、面积、波长范围内黑体的辐射通量密度为：体的辐射通量密度为： 2.2.1 黑体辐射黑体辐射式中：式中：Mλ：波长为：波长为λ的辐射通量密度的辐射通量密度W/cm2·μm））λ ：波长μm））h ：普朗克常数（：普朗克常数（6.6256×10-34J·s））c ：光速（：光速（3 ×108m/s ））k ：玻尔兹曼常数（：玻尔兹曼常数（1.38 ×10-23J/K））T ：绝对温度（绝对温度：绝对温度（绝对温度=摄氏温度摄氏温度+273.15）（）（K））几种温度下黑体辐射通量密度几种温度下黑体辐射通量密度2.2.1 黑体辐射黑体辐射斯忒藩斯忒藩-玻尔兹曼定律玻尔兹曼定律（普朗克公式积分）（普朗克公式积分）式中：式中：σ ：：斯忒藩斯忒藩- -玻尔兹曼玻尔兹曼常数（常数（5.6697×10-12 W/cm2· K4））nT ：黑体的绝对温度（：黑体的绝对温度（K））–对遥感来说，红外探测装置能探测出对遥感来说，红外探测装置能探测出0.01℃0.01℃的的温度变化。

温度变化2.2.1 黑体辐射黑体辐射维恩位移定律维恩位移定律 （普朗克公式微分，求极值）（普朗克公式微分，求极值）解得：解得： λmaxT=2897.8 式中：式中：λ ：：波长μm））nT ：绝对温度（：绝对温度（K））– 常用这种方法选择遥感器和确定对目标物进常用这种方法选择遥感器和确定对目标物进行热红外遥感的最佳波段行热红外遥感的最佳波段 2.2.1 黑体辐射黑体辐射2）物体的发射）物体的发射基尔霍夫定律基尔霍夫定律     在给定温度下，物在给定温度下，物体对任一波长的发体对任一波长的发射和吸收成正比，射和吸收成正比，比值与物体的性质比值与物体的性质无关，只是波长和无关，只是波长和温度的函数即有：温度的函数即有： 式中：式中：Mλ：物体在波长为：物体在波长为λλ的的辐射通量密度辐射通量密度W/cm2·μm））nαλ ：：物体在波长为的吸物体在波长为的吸收率收率 2.2.1 黑体辐射黑体辐射黑体的辐射通量密度黑体的辐射通量密度发射率发射率（（εελλ）：物体辐射通量密度与同温）：物体辐射通量密度与同温度的黑体辐射通量密度之比度的黑体辐射通量密度之比 物体的光谱发射率等于物体的光谱吸收率。

物体的光谱发射率等于物体的光谱吸收率2.2.1 黑体辐射黑体辐射根据物体光谱发射率，将物体分为：根据物体光谱发射率，将物体分为：绝对黑体绝对黑体：：ελ＝＝ε=1，总辐射通量密度：，总辐射通量密度：M0=εT4灰体灰体：：ελ=ε为常数，为常数，0＜＜ελ＜＜1，总辐射通量密，总辐射通量密度：度：M=εσT4选择性辐射体选择性辐射体：：ελ=f（（λ），为变化值，），为变化值，0＜＜ελ＜＜1，辐射通量密度：，辐射通量密度：Mλ= ελ· Mλ0绝对白体绝对白体（理想反射体）（理想反射体）ελ＝＝ε＝＝0，，M=02.2.2 太阳辐射太阳辐射1）遥感辐射源）遥感辐射源辐射源：凡是能够产生电磁辐射的物体辐射源：凡是能够产生电磁辐射的物体分为两大类：人工辐射源（主动遥感）和天然分为两大类：人工辐射源（主动遥感）和天然辐射源（被动遥感）辐射源（被动遥感）天然辐射源：太阳和地球天然辐射源：太阳和地球1）太阳的电磁辐射）太阳的电磁辐射    主要能量集中在主要能量集中在0.2-3μm    太阳的电磁辐射太阳的电磁辐射2.2.2 太阳辐射太阳辐射遥感最常用的波段为：遥感最常用的波段为：μm，占太阳对地面辐射，占太阳对地面辐射总通量密度的总通量密度的85%以上。

以上2）地球的电磁辐射）地球的电磁辐射大部分能量集中在大部分能量集中在4-30μm之间地球辐射也被之间地球辐射也被大气强烈吸收大气强烈吸收地面物体的电磁辐射信息包括两部分：一部分地面物体的电磁辐射信息包括两部分：一部分是反射信息，它只能白天接收；一部分是发射是反射信息，它只能白天接收；一部分是发射信息，既能白天接收，又能在夜间接收信息，既能白天接收，又能在夜间接收2.2.3 大气对辐射的影响大气对辐射的影响1）大气分层）大气分层大气厚度约大气厚度约1000km，垂直自下而上分为，垂直自下而上分为：： 对流层对流层：：<12km平流层平流层：在：在12-80km，在，在25-30km处为臭氧层处为臭氧层气球、喷气式飞机气球、喷气式飞机电离层电离层：在：在80-1000 km150-200km为侦查卫为侦查卫星，星，800-900km为资源卫星、气象卫星为资源卫星、气象卫星外大气层外大气层：：1000km以上以上 36000km为通讯卫为通讯卫星和气象卫星星和气象卫星2.2.3 大气对辐射的影响大气对辐射的影响2）对流层大气变化规律）对流层大气变化规律温度随高度上升而下降，每上升温度随高度上升而下降，每上升1km下降下降6℃。

空气密度和气压也随高度上升而下降空气密度和气压也随高度上升而下降    地面空气密度为地面空气密度为1.3×10-3g/cm3，气压，气压105Pa对流层顶部空气密度仅为流层顶部空气密度仅为0.4×10-3g/ cm3，气压下，气压下降到降到0.26×105Pa左右空气中相对不变成分：氮、氧、惰性气体，相空气中相对不变成分：氮、氧、惰性气体，相对变化成分：臭氧、水蒸气、烟尘微粒对变化成分：臭氧、水蒸气、烟尘微粒   2.2.3 大气对辐射的影响大气对辐射的影响3）大气对太阳辐射的吸收、散射及反作用）大气对太阳辐射的吸收、散射及反作用（（1）在紫外、红外与微波区）在紫外、红外与微波区，引起电磁波衰减，引起电磁波衰减的主要原因是的主要原因是大气吸收大气吸收引起大气吸收的主要引起大气吸收的主要成分是水蒸气、臭氧、二氧化碳、氧气等成分是水蒸气、臭氧、二氧化碳、氧气等水蒸气：对电磁辐射的吸收最为显著主要吸水蒸气：对电磁辐射的吸收最为显著主要吸收峰为收峰为1.38μm、、1.87μm、、2.7μm、、6.3μm、、15μm-1mm间的超远红外区，以及微波中间的超远红外区，以及微波中0.164cm和和1.348cm处。

处2.2.3 大气对辐射的影响大气对辐射的影响臭氧臭氧：主要吸收带：主要吸收带<0.3μm、、 而在而在9.6μm、、4.75μm和和14μm处有弱吸收处有弱吸收二氧化碳二氧化碳：主要吸收峰为：主要吸收峰为2.70μm、、4.3μm、、10.0μm、、14.4μm，以及全在红外区以及全在红外区氧气氧气：在：在<0.2μm、、0.69μm、、0.76μm、、0.253cm和和0.5cm处吸收都很弱处吸收都很弱2.2.3 大气对辐射的影响大气对辐射的影响（（2）可见光波段）可见光波段，引起电磁波衰减的主要原因，引起电磁波衰减的主要原因是是分子散射分子散射瑞利散射瑞利散射：大气中不均匀的颗粒直径远小于入：大气中不均匀的颗粒直径远小于入射电磁波波长时，发生的散射射电磁波波长时，发生的散射          散射强度散射强度:I∝∝sin2θ/λ4  例如：例如：  ①①天空呈蓝色，蓝色波长短，散射强天空呈蓝色，蓝色波长短，散射强  ②②对于对于微波微波来说，微波波长比大气中粒子的直径大得多，来说，微波波长比大气中粒子的直径大得多，属于瑞利散射，微波有最小散射，最大透射，而被称属于瑞利散射，微波有最小散射，最大透射，而被称为具有穿云透雾的能力。

为具有穿云透雾的能力      2.2.3 大气对辐射的影响大气对辐射的影响米氏散射：米氏散射：大气中不均匀颗粒的直径与入射波大气中不均匀颗粒的直径与入射波长同数量级时，发生的散射长同数量级时，发生的散射         例如：当天气不好或者有大气污染的时候，空气中例如：当天气不好或者有大气污染的时候，空气中主要发生米氏散射，这个时候的天就是灰蒙蒙的主要发生米氏散射，这个时候的天就是灰蒙蒙的均匀散射均匀散射 ：：大气中不均匀颗粒的直径远大于入大气中不均匀颗粒的直径远大于入射电磁波波长时，发生的散射射电磁波波长时，发生的散射        例如：当天空有云层或雨层时，云中水滴粒子的直例如：当天空有云层或雨层时，云中水滴粒子的直径比波长大很多，发生均匀散射，各个波长的可见光径比波长大很多，发生均匀散射，各个波长的可见光散射强度相同，因而云呈现白色散射强度相同，因而云呈现白色  2.2.3 大气对辐射的影响大气对辐射的影响折射：折射：电磁波传过大气层时出现传播方向的改电磁波传过大气层时出现传播方向的改变，大气密度越大，折射率越大变，大气密度越大，折射率越大反射：反射：电磁波在传播过程中，通过两种介质的电磁波在传播过程中，通过两种介质的交界面时会出现反射现象，反射现象出要出现交界面时会出现反射现象，反射现象出要出现在云顶（云造成的噪声）。

在云顶（云造成的噪声）太阳辐射经过大气传输时，反射，吸收和散射太阳辐射经过大气传输时，反射，吸收和散射共同衰减了辐射强度，剩余部分即为透过的部共同衰减了辐射强度，剩余部分即为透过的部分2.2.3 大气对辐射的影响大气对辐射的影响在可见光和近红外波段，太阳辐射在可见光和近红外波段，太阳辐射30％％被云或被云或其它粒子反射，其它粒子反射，22％％被散射，被散射，17％％被吸收，到被吸收，到达地面能量达地面能量31％％由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同，因阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同，因而各波段的透射率也各不相同而各波段的透射率也各不相同2.2.3 大气对辐射的影响大气对辐射的影响4）大气窗口）大气窗口         电磁波通过大气层时较少被反射，吸收和散电磁波通过大气层时较少被反射，吸收和散射的，透射率较高，对遥感十分有利，的波段射的，透射率较高，对遥感十分有利，的波段称为大气窗口称为大气窗口Øμm大气窗口：这个窗口包括全部可见光波段、部分紫大气窗口：这个窗口包括全部可见光波段、部分紫外波段和部分近红外波段，是遥感技术应用最主要的外波段和部分近红外波段，是遥感技术应用最主要的窗口之一。

窗口之一Øμm大气窗口：属于近红外波段其中大气窗口：属于近红外波段其中1.55-1.75μm透过透过率较高，主要应用于地质遥感率较高，主要应用于地质遥感2.2.3 大气对辐射的影响大气对辐射的影响μm大气窗口：属于中红外波段用来探测高温大气窗口：属于中红外波段用来探测高温目标，例如森林火灾、火山、核爆炸等目标，例如森林火灾、火山、核爆炸等8-14μm大气窗口，属于热红外波段主要探测大气窗口，属于热红外波段主要探测地物的发射率及温度地物的发射率及温度 1.0mm-1m大气窗口：属于微波波段大气窗口：属于微波波段        辐射传输方程（略）辐射传输方程（略）    热传导理论（略）热传导理论（略）2.3 地物的反射辐射地物的反射辐射2.3.1 地物的反射类别地物的反射类别镜面反射镜面反射：是指物体的反射满足反射定律，反：是指物体的反射满足反射定律，反射波和入射波在同一平面内，入射角等于反射射波和入射波在同一平面内，入射角等于反射角         例子：水面是近似的镜面反射，在遥感图像例子：水面是近似的镜面反射，在遥感图像上水面有时很亮，有时很暗，就是这个原因造上水面有时很亮，有时很暗，就是这个原因造成的。

成的漫反射漫反射：指不论入射方向如何，反射方向却是：指不论入射方向如何，反射方向却是“四面八方四面八方”其反射面又叫朗伯面其反射面又叫朗伯面方向反射方向反射：实际物体表面由于起伏不同，在某：实际物体表面由于起伏不同，在某个方向上反射最强烈个方向上反射最强烈2.3 地物的反射辐射地物的反射辐射太阳辐射透过大气并被太阳辐射透过大气并被地表反射地表反射（有用的）；（有用的）；太阳辐射被大气散射后被太阳辐射被大气散射后被地表反射地表反射（纠正后有（纠正后有用）；用）；太阳辐射被大气散射后直接进入传感器；太阳辐射被大气散射后直接进入传感器；太阳辐射透过大气被地物反射后又被太阳辐射透过大气被地物反射后又被地表发射地表发射进入传感器；进入传感器；被视场以外地物反射后进入视场的交叉辐射项被视场以外地物反射后进入视场的交叉辐射项2.3 地物的反射辐射地物的反射辐射2.3.2 光谱反射率以及地物的反射光谱特性光谱反射率以及地物的反射光谱特性１）光谱反射率１）光谱反射率反射率反射率：物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比ρ=Eρ/E光谱反射率光谱反射率：物体在某波长：物体在某波长λ的反射辐射通量与入射辐的反射辐射通量与入射辐射通量之比射通量之比 。

ρλ =Eρλ/Eλ反射波谱反射波谱：物体的反射率随波长变化的规律物体的反射率随波长变化的规律反射波谱特性曲线反射波谱特性曲线：以波长为横坐标，物体的反射率：以波长为横坐标，物体的反射率为纵坐标所得的曲线为纵坐标所得的曲线物体的反射波谱限于紫外、可见光和近红外，尤其是物体的反射波谱限于紫外、可见光和近红外，尤其是后两个波段后两个波段 2.3 地物的反射辐射地物的反射辐射2）地物的反射率光谱以及地物的反射波谱曲线）地物的反射率光谱以及地物的反射波谱曲线（（1）同一地物的反射率波谱特性）同一地物的反射率波谱特性Ø时间效应：同一地物的光谱特征一般随时间季时间效应：同一地物的光谱特征一般随时间季节的变化节的变化 Ø空间效应：同一地物的光谱特征在不同地理区空间效应：同一地物的光谱特征在不同地理区域的有不同响应域的有不同响应2.3 地物的反射辐射地物的反射辐射（（2）不）不同地同地物的物的反射反射率波率波谱特谱特性性2.3 地物的反射辐射地物的反射辐射城市道路、建筑物城市道路、建筑物道路材料：水泥道路材料：水泥>土路土路>沥青建筑屋顶材料：石棉瓦屋顶建筑屋顶材料：石棉瓦屋顶>沥青粘砂屋顶沥青粘砂屋顶>水泥屋顶水泥屋顶>铁皮屋顶铁皮屋顶>塑料顶棚。

绿色顶棚与塑料顶棚绿色顶棚与植被通过近红外区分植被通过近红外区分水体水体     水体反射主要集中在蓝绿波段，其他波段吸收水体反射主要集中在蓝绿波段，其他波段吸收都很强近红外波段水体呈黑色水中含泥沙都很强近红外波段水体呈黑色水中含泥沙时，可见光波段反射率会增加时，可见光波段反射率会增加 2.3 地物的反射辐射地物的反射辐射土壤土壤    土壤的反射光谱曲线受：土壤的机械组成（颗土壤的反射光谱曲线受：土壤的机械组成（颗粒的粗细）、颜色、土壤含水量、土壤类型等粒的粗细）、颜色、土壤含水量、土壤类型等的影响    土质越细反射率越高，有机质及含水量越高反土质越细反射率越高，有机质及含水量越高反射率越低射率越低岩石岩石    岩石的反射光谱曲线受：矿物成分、矿物含量、岩石的反射光谱曲线受：矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑程风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑程度、颜色等的影响度、颜色等的影响 2.3 地物的反射辐射地物的反射辐射植被植被植物的反射光谱曲线植物的反射光谱曲线 叶绿素：引起叶绿素：引起0.45μm、、0.67μm为吸收带，为吸收带，0.55μm反射峰。

反射峰植物含水量：引起植物含水量：引起1.45μm、、1.95μm、、2.7μm吸收带2.3 地物的反射辐射地物的反射辐射2.3 地物的反射辐射地物的反射辐射不同植物类不同植物类型、植物生型、植物生长状况（生长状况（生长季节、病长季节、病虫害、含水虫害、含水量的多少）量的多少）影响植物的影响植物的反射光谱曲反射光谱曲线2.3 地物的反射辐射地物的反射辐射红边红边    一般为一般为680-750nm波长范围内反射率光谱的一阶微分最大值波长范围内反射率光谱的一阶微分最大值对应的波长对应的波长红边位移红边位移红移：植株生长旺盛时，红边向波长长的方向移动几个红移：植株生长旺盛时，红边向波长长的方向移动几个-十几个纳米十几个纳米蓝移：营养缺乏或病虫害时，红边向波长短的方向移动蓝移：营养缺乏或病虫害时，红边向波长短的方向移动几个几个-十几个纳米十几个纳米   用于植被的定量遥感分析长势、估产、病虫害、施肥量、用于植被的定量遥感分析长势、估产、病虫害、施肥量、污染程度等其污染程度等其实质实质是测是测叶绿素叶绿素的含量红边结构红边结构  红边用一定的曲线表示其结构红边用一定的曲线表示其结构2.4 地物波谱特性的测定地物波谱特性的测定植被指数植被指数    近红外和红波段反射率的线性或非线性组合。

近红外和红波段反射率的线性或非线性组合 植被指数主要有植被指数主要有：：比值植被指数比值植被指数RVI：：RVI=NIR/RED 归一化植被指数归一化植被指数NDVI：：NDVI=(NIR-RED)/（（NIR+RED）） 差值植被指数差值植被指数DVI：：DVI=NIR-RED其中，其中，NIR表示近红外波段反射率，表示近红外波段反射率，RED表示红光波表示红光波段反射率段反射率NDVI是目前应用最广泛的一种植被指数是目前应用最广泛的一种植被指数2.3 地物的反射辐射地物的反射辐射1）地物波谱的测定仪器）地物波谱的测定仪器测定地物反射波谱特性的仪器分为分光光度计、测定地物反射波谱特性的仪器分为分光光度计、光谱仪、摄谱仪等光谱仪、摄谱仪等仪器一般的结构：由收集器、分光器、探测器仪器一般的结构：由收集器、分光器、探测器和显示或记录器组成和显示或记录器组成2.3 地物的反射辐射地物的反射辐射2）地物波谱的测定原理）地物波谱的测定原理对不透明物体对不透明物体地物的光谱反射率地物的光谱反射率式中：式中：ελ：地物在某一波长发射率：地物在某一波长发射率ρλ：地物在某一波长反射率：地物在某一波长反射率 Iλ：地物的电流强度：地物的电流强度Iλ0：标准板的电流强度：标准板的电流强度ρλ0：：标准板在某一波长反射标准板在某一波长反射率，为已知，国家计量局鉴率，为已知，国家计量局鉴定定。

2.3 地物的反射辐射地物的反射辐射3）地物波谱的测定过程）地物波谱的测定过程用光谱测定仪器，置于不同波长用光谱测定仪器，置于不同波长λ1，，λ2，，…，，λn，分别探测地物的电流强度，分别探测地物的电流强度Iλ1，，Iλ2，，…，，Iλn，，和标准板（和标准板（绝对白体绝对白体：硫酸钡和石膏）的电流：硫酸钡和石膏）的电流强度强度Iλ10，， Iλ20 ，，…，，Iλn0，记录和计算地物对每，记录和计算地物对每个波谱段的反射率个波谱段的反射率ρλ1，，ρλ2，，…，，ρλn以波长为横轴，反射率为纵轴的直角坐标系中，以波长为横轴，反射率为纵轴的直角坐标系中，绘制出地物的反射特性曲线绘制出地物的反射特性曲线  本章思考题本章思考题一、名词解释一、名词解释   1.电磁波电磁波  2.电磁波谱电磁波谱  3.绝对黑体绝对黑体  4.绝对白体绝对白体  5.灰灰体体  6.大气窗口大气窗口  7.发射率发射率  8.光谱反射率光谱反射率   9.光谱光谱反射特性曲线反射特性曲线   10.反射率反射率 精品课件精品课件！精品课件精品课件！本章思考题本章思考题二、问答题二、问答题电磁波谱由哪些不同特性的电磁波组成？电磁波谱由哪些不同特性的电磁波组成？叙述沙土、植物和水的光谱反射率随波长变化叙述沙土、植物和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。

的一般规律何为大气窗口？分析形成大气窗口的原因，并何为大气窗口？分析形成大气窗口的原因，并列出用于从空间对地面遥感的大气窗口的波长列出用于从空间对地面遥感的大气窗口的波长范围传感器从大气层外探测地面物体时，接收到哪传感器从大气层外探测地面物体时，接收到哪些电磁波能量？些电磁波能量？。