第二章电磁辐射与地物光谱特征 遥感技术是建立在物体电磁波辐射理论基础上的。由于不同物体具有各自的电磁波反射或 本章重点是掌握可见光近红外、热红外和微波遥感机理，以及地物波谱特征。 第一节电磁波与电磁波谱 2.1.1电磁波与电磁波谱 个简单的偶极振子的电路，电流在导线中往复震荡，两端出现正负交替的等 量异种电荷，类似电视台的天线， 辐射能量，同时在电路中不断的补充能量 振电磁 进入空 是电 化的磁场激发了涡旋电场，变化的电场又激发 电 辐射电 场在空间的直 传播 为电磁辐射 1887年德国物理学家赫兹由两个 空间的直接传播 验证了电码 。装载 台上的逼感器系统，接收来自地表、地球大气物质的电磁辐射，经过成像仪器，形成逼 感影象。 3·电磁波谱Y射线、X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波（微波、短波、中 波、长波和超长波等)在真空中按照波长或频率递增或递减顺序排列，构成了电磁波谱。目前 遥感技术中通常采用的电磁波位于可见光、红外和微波波诣区间。可见光区间辐射源于原子、 分子中的外层电子跃迁。红外辐射则产生 于分子的振动和转动能级跃迁。无线电波是由电容、 电感组成的振荡回路产生电磁辐射，通过偶极子天线向空间发射。微波由于振荡频率较高，用 谐振腔及波导管激励与传输，通过微波天线向空间发射。由于它们的波长或频率不同，不同电 磁波又表现出各自的特性和特点。可见光、红外和微波遥感，就是利用不同电磁波的特性。电 磁波与地物相互作用特点与过程，是遥感成像机理探讨的主要内容。 4·电磁辐射的性质电磁辐射在传播过程中具有波动性和量子性两重特性。 2.1.2电磁辐射的传播 电磁辐射通过不同的介质时，其强度、波长、相位、传播方向和偏振面等将发生变化，这 些变化可能是单一的，也可能是复合的。电磁波可以采用频率、相位、能量、极化等物理参数 来描述。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。 2.1.3电磁辐射的测量与度量单位 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。为了测量从目标地物反 射或辐射的电磁波的能量，这里介绍两种电磁辐射的测量方式和度量单位：1，辐射测量 (radiometry),以伽玛射线到电磁波的整个波段范围为对象的物理辐射量的测定。 5 第二章 电磁辐射与地物光谱特征 遥感技术是建立在物体电磁波辐射理论基础上的。由于不同物体具有各自的电磁波反射或 辐射特性，才可能应用遥感技术探测和研究远距离的物体。理解并掌握地物的电磁波发射、反 射、散射特性，电磁波的传输特性，大气层对电磁波传播的影响是正确解释遥感数据的基础。 本章重点是掌握可见光近红外、热红外和微波遥感机理，以及地物波谱特征。 第一节 电磁波与电磁波谱 2.1.1 电磁波与电磁波谱 1 ．电磁波 一个简单的偶极振子的电路，电流在导线中往复震荡，两端出现正负交替的等 量异种电荷，类似电视台的天线，不断向外辐射能量，同时在电路中不断的补充能量，以维持 偶极振子 的稳定振荡。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，这就是电磁波。 2 ．电磁辐射 电磁场在空间的直接传播称为电磁辐射。 1887 年德国物理学家赫兹由两个 带电小球的火花放电实验，证实了电磁场在空间的直接传播，验证了电磁辐射的存在。装载在 遥感平台上的遥感器系统，接收来自地表、地球大气物质的电磁辐射，经过成像仪器，形成遥 感影象。 3 ．电磁波谱 γ 射线、 X 射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波（微波、短波、中 波、长波和超长波等）在真空中按照波长或频率递增或递减顺序排列，构成了电磁波谱。 目前 遥感技术中通常采用的电磁波位于可见光、红外和微波波谱区间。可见光区间辐射源于原子、 分子中的外层电子跃迁。红外辐射则产生于分子的振动和转动能级跃迁。无线电波是由电容、 电感组成的振荡回路产生电磁辐射，通过偶极子天线向空间发射。微波由于振荡频率较高，用 谐振腔及波导管激励与传输，通过微波天线向空间发射。由于它们的波长或频率不同，不同电 磁波又表现出各自的特性和特点。可见光、红外和微波遥感，就是利用不同电磁波的特性。电 磁波与地物相互作用特点与过程，是遥感成像机理探讨的主要内容。 4 ．电磁辐射的性质 电磁辐射在传播过程中具有波动性和量子性两重特性。 2.1.2 电磁辐射的传播 电磁辐射通过不同的介质时，其强度、波长、相位、传播方向和偏振面等将发生变化，这 些变化可能是单一的，也可能是复合的。电磁波可以采用频率、相位、能量、极化等物理参数 来描述。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。 2.1.3 电磁辐射的测量与度量单位 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。为了测量从目标地物反 射或辐射的电磁波的能量，这里介绍两种电磁辐射的测量方式和度量单位： 1 ．辐射测量 （ radiometry ），以伽玛射线到电磁波的整个波段范围为对象的物理辐射量的测定