《遥感概论》课程 第二章电磁波谱与地物波谱特征 主讲教师:秦其明 北京大学地球与空间科
主讲教师：秦其明 主讲教师：秦其明 北京大学地球与空间科学学院 北京大学地球与空间科学学院 第二章 电磁波谱与地物波谱特征 电磁波谱与地物波谱特征 《遥感概论》课程
RSGIS 本节主要内容 电磁波与电磁辐射 太阳辐射及大气对辐射的影响 地球的辐射及地物波谱 北京大学遥感与地理信息系统研」
本节主要内容 电磁波与电磁辐射 电磁波与电磁辐射 太阳辐射及大气对辐射的影响 太阳辐射及大气对辐射的影响 地球的辐射及地物波谱 地球的辐射及地物波谱
RSGIS 电磁波 电磁波:当电磁振荡进入空间,变化的磁场 激发了涡旋电场,变化的电场又激发了涡旋 磁场,使电磁振荡在空间传播 电磁波在传播中遵循波的反射,折射,衍射, 干涉,吸收,散射等传播规律 E 北京大学遥感与地理信息系统研」
电磁波 电磁波:当电磁振荡进入空间，变化的磁场 当电磁振荡进入空间，变化的磁场 激发了涡旋电场，变化的电场又激发了涡旋 激发了涡旋电场，变化的电场又激发了涡旋 磁场，使电磁振荡在空间传播 磁场，使电磁振荡在空间传播 电磁波在传播中遵循波的反射，折射，衍射， 电磁波在传播中遵循波的反射，折射，衍射， 干涉，吸收，散射等传播规律 干涉，吸收，散射等传播规律
RSGIS 电磁波 横波,在真空以光速传播 满足方程: 二 描述物理量 E=h·f 频率 相位 里 极化 北京大学遥感与地理信息系统研」
电磁波 横波,在真空以光速传播 在真空以光速传播 满足方程： 描述物理量： –频率 –相位 –能量 –极化 f v c E hf ⋅ = = ⋅
RSGIS 电磁波谱 按电磁波在真空中传播的波长或频率, 递增或递减排列,则构成了电磁波谱 波段 波长 长波 3000m 中波和短波0-300m 超短波 1-10m 波 Imm-1m 红外5-1000um 外 红外 15 u m 波中红外P-6um 段质红外 H m 可见光 0.38-0.76pm 紫外线 10-3-3.8×10-3pm 射线 106-103um 射线 10-6um 北京大学遥感与地理信息系统研」
电磁波谱 按电磁波在真空中传播的波长或频率， 按电磁波在真空中传播的波长或频率， 递增或递减排列，则构成了电磁波谱 递增或递减排列，则构成了电磁波谱 波段 波长 长波 中波和短波 超短波 >3000m 10-3000m 1-10m 微波 1mm-1m 红 外 波 段 超远红外 远红外 中红外 近红外 15-1000μm 6-15μm 3-6μm 0.76-3μm 可见光 0.38-0.76μm 紫外线 10-3-3.8×10-3μm X射线 10-6-10-3μm γ射线 < 10-6μm
RSGIS 电磁波的度量 遥感信息是从遥感器定量记录的地表物 体电磁辐射数据中提取的 辐射测量( radiometry) 光度测量( photometry) 比辐射率 亮温 北京大学遥感与地理信息系统研」
电磁波的度量 遥感信息是从遥感器定量记录的地表物 遥感信息是从遥感器定量记录的地表物 体电磁辐射数据中提取的 体电磁辐射数据中提取的 –辐射测量（radiometry radiometry ） –光度测量（photometry photometry ） –比辐射率 –亮温
RSGIS 太阳辐射 太阳发出的电磁波辐射 太阳辐射在从近紫外到中红外这一波段内能量最 集中而且相对来说最稳定,太阳强度变化最小 200 Exdat mospheric solar irradiance Fo() 150 Solar irradiance reaching the surface F() 500 Wavelength(um) 太阳辐照度分布曲线 北京大学遥感与地理信息系统研」
太阳辐射 太阳发出的电磁波辐射 太阳发出的电磁波辐射 太阳辐射在从近紫外到中红外这一波段内能量最 太阳辐射在从近紫外到中红外这一波段内能量最 集中而且相对来说最稳定，太阳强度变化最小 集中而且相对来说最稳定，太阳强度变化最小 Exoatmospheric solar irradiance F0(λ) Solar irradiance reaching the surface F(λ) 0 2 1 Wavelength (µm) 3 200 0 Irradiance (W m-2 µm-1 ) 150 0 100 0 500 0 太阳辐照度分布曲线 太阳辐照度分布曲线
RSGIS 大气成分 大气成分主要有: 体分子(氮气\氧气\二氧化碳) 其它微粒(水汽\气溶胶\其他粒子等) 它们对电磁辐射具有吸收与散射作 用 北京大学遥感与地理信息系统研」
大气成分 大气成分主要有： 大气成分主要有： –气体分子（氮气 气体分子（氮气\氧气\二氧化碳） –其它微粒(水汽\气溶胶\其他粒子等) 它们对电磁辐射具有吸收与散射作 它们对电磁辐射具有吸收与散射作 用
RSGIS 大气吸收作用 太阳辐射穿过大气层时,大气分子对电磁波的某些波 段有吸收作用,引起这些波段的太阳辐射强度衰减 sL▲角身阳品。1 ATION CURVE OUTSIDE ATHO$ PHERE SOAR IRRADIA TION CURVE AT SEA LEVEL to cAve FoR SLACKBOOY AT 5900* H2o. CO2 Hio, COz 020.4°60.a1。121.41.6182.0222.42,62.83.03.2 HAVELENCTH (H№〕 ure 2: Solar irradiance at the top and bottom of the earth's atmosphere, for the sun at the zenith. shaded are indicate absorption by atmospheric gases. After Valley (1965)
大气吸收作用 太阳辐射穿过大气层时，大气分子对电磁波的某些波 太阳辐射穿过大气层时，大气分子对电磁波的某些波 段有吸收作用，引起这些波段的太阳辐射强度衰减 段有吸收作用，引起这些波段的太阳辐射强度衰减
RSGIS 大气散射作用 电磁波与物质相互作用后电磁波偏离原来的 传播方向 瑞丽散射 Satellite Received radiance 135° 45 0 detector Total radian 225 Solar irradiance 米散射 Diffuse sk 90°45° Atmosphere 3K5° Reflectance from Reflectance from eighboring area, study area. 北京大学遥感与地理信息系统研」
大气散射作用 电磁波与物质相互作用后电磁波偏离原来的 电磁波与物质相互作用后电磁波偏离原来的 传播方向 瑞丽散射 180° 90° 270° 0° 135° 45° 225° 315° 米散射 180° 135° 225° 90° 270° 0° 45° 315°