第2章遥感的物理基础 421电磁波及其与地物的相互用 令22黑体辐射与实际物体辐射 23光色原理 424黑白影象和彩色影象记录的原
第2章 遥感的物理基础 2.1 电磁波及其与地物的相互作用 2.2 黑体辐射与实际物体辐射 2.3 光色原理 2.4 黑白影象和彩色影象记录的原理
§2.1电磁波及其与地物的相互作用 2.1.1电磁波与电磁波谱 ÷2.1.2电磁波在大气传输中的影响 21.3电磁波与地物的相互作用 4214地物的反射光谱特性及测量
§2.1 电磁波及其与地物的相互作用 2.1.1 电磁波与电磁波谱 2.1.2电磁波在大气传输中的影响 2.1.3电磁波与地物的相互作用 2.1.4地物的反射光谱特性及测量
2.1.1咆磁姣与电磁欧谱 2.1.1.1电磁波 波:是振动在空间的传播。如声波、水波、地震波等 机械波:振动的是弹性媒质中质点的位移矢量 电磁波:电场矢量和磁场矢量在空间的传播。 (振源发出的电磁振荡在空间的传播。) E ah at E H H (b)
2.1.1 电磁波与电磁波谱 2.1.1.1电磁波 波：是振动在空间的传播。如声波、水波、地震波等。 机械波：振动的是弹性媒质中质点的位移矢量。 电磁波：电场矢量和磁场矢量在空间的传播。 (振源发出的电磁振荡在空间的传播。)
电磁波的产生:当电磁振荡进入空间时 变化的磁场激发了变化的电场,使电磁 振荡在空间传播,形成电磁波。 电磁波谱满足:=
电磁波的产生：当电磁振荡进入空间时， 变化的磁场激发了变化的电场，使电磁 振荡在空间传播，形成电磁波。 电磁波谱满足：
2.1.1电磁波的性质 1)不需要传播介质 2)横波:质点振动方向与波的传播方向垂直 3)波动性:电磁波传播到气体、液体、固体介质时,会发生反射折 吸收、透射等现象 4)粒子性:传播过程中,若碰到会发生散射现象,从而引起电磁 波的强度、方向等发生改变。 5)叠加原理:两列以上的波在同一空间传播时,空间质点的振动 表现为各单列波质点振动的矢量合成。 6)相干性和非相干性 7)衍射和偏振(遥感器的几何图象分辨率,波长越 长,偏振现象越显著,偏振摄影和雷达成像) 8)多谱勒效应(合成孔径侧视雷达)
2.1.1 电磁波的性质 1） 不需要传播介质 2） 横波：质点振动方向与波的传播方向垂直 3） 波动性 ：电磁波传播到气体、液体、固体介质时，会发生反射、折射、 吸收、透射等现象 4） 粒子性：传播过程中，若碰到会发生散射现象，从而引起电磁 波的强度、方向等发生改变。 5） 叠加原理：两列以上的波在同一空间传播时，空间质点的振动 表现为各单列波质点振动的矢量合成。 6） 相干性和非相干性 7） 衍射和偏振 （遥感器的几何图象分辨率，波长越 长，偏振现象越显著，偏振摄影和雷达成像） 8）多谱勒效应 （合成孔径侧视雷达）
2.1.1.2电磁波谱 按照电磁波的波长(频率的大小)长短,依次排列制 成的图表,称为电磁波谱。 hn kra Y射线 紫外线 红外线 徵波 短波中波长 工业用电 宇宙射线k硬)x射线(软) 无线电波 长波电振荡 pm10-10-0-610-510-410-310-210-111010210310410510°1010310°101010110121013 10- kmh=1o10210310° n 10- 10-210-11 10 104 波长A A 10-310-1110 10 105 10111010 105 10110 10-5 10波数N/mm-1 102° 1015 0率r/Hz 10-10 10-25 10-3010能量E/J 108 10 10 10-10 10-14E/eV 可见光 近红外 中红外 远红外 极远红外 0.60.81 810 15 波长/pm 25000 10000 5000 2500 波数/cm-1
2.1.1.2 电磁波谱 按照电磁波的波长（频率的大小）长短，依次排列制 成的图表，称为电磁波谱
Wavelength(m) Frequency(Hz) Longer LowEr 10 "104+1 KH2 1Km→ 10 10+1 MH2 1m+1.0 RADARSAT SAR +1 GH2 53Ghz 58s cm 1cm→10 10 02+1THZ 10 ￥10 1{m→106 SPOT HRV 10 g/b…1P叫z. 5 0.89 Hm nn 10 10 10+1EHZ 1 10 10 Shorter Higher
补充:长度单位换算 1nm=103pm=107cm=109m 1pum=103mm=104cm=106m 1A=10×1010m
补充：长度单位换算 1 nm = 10-3 µm = 10-7 cm = 10-9 m 1 µm = 10-3 mm = 10-4 c m = 1 0-6 m 1 Å = 10 ×10-10 m
2.1.1.2电磁波谱(2) 传播的方向性、穿透性、可见性、颜色不同。 共性:传播速度相同 遵守相同的反射、折射、透射、吸收和散射定律 无线电波:电磁振荡 红外线、可见光、紫外线、X射线等由分子、 原子、核子的运动状态的改变或能级跃迁。 紫外线(0.01-0.4微米),碳酸盐岩,油污 可见光(0.4-0.76微米),人眼、单色、全色 红外线(0.76-1000微米) 微波(1-1000毫米)。4个优点
2.1.1.2 电磁波谱（2） 传播的方向性、穿透性、可见性、颜色不同。 共性：传播速度相同 遵守相同的反射、折射、透射、吸收和散射定律 无线电波：电磁振荡 红外线、可见光、紫外线、X射线等由分子、 原子、核子的运动状态的改变或能级跃迁。 紫外线 （0.01－0.4微米），碳酸盐岩，油污 可见光 （0.4－0.76微米），人眼、单色、全色 红外线 （0.76－1000微米） 微 波 （1－1000毫米）。4个优点
些电磁波的主要用途 Wavelength Ise Wavelength use gray Mineral 1.55-1.75L Water content in plant or soil X ray Medical 2.04-2. u Mineral m rock types ultraviolet(uV) Detecting oil 10.5-12.5 p Surface spI temperature 0.4-0.45um Water der 3 cm-15 cm Surface relief. y. turbidity soil moisture. Canopy e 0.7-1.1pm Vegetation 20 cm-1 m penetration, vigor woody lomas
一些电磁波的主要用途 Wavelength use Wavelength use g ray Mineral 1.55-1.75 µ m Water content in plant or soil X ra y Medical 2.04-2.34 µ m Mineral, rock types ultraviolet(uV) Detecting oil spill 10.5-12.5 µ m Surface temperature 0.4-0.45 um Water depth, turbidity 3 cm - 15 cm Surface relief, soil moisture 0.7-1.1 µm Vegetation vigor 20 cm - 1 m Canopy penetration, woody biomass