北京大学遥感概念ppt

### 遥感概论——电磁波谱与地物波谱特征 #### 一、引言 本章节选自北京大学地球与空间科学学院秦其明教授主持的国家精品课程《遥感概论》中的课件PPT。这部分内容主要介绍了电磁波谱与地物波谱特征的基础知识，为学生理解遥感技术及其应用打下了坚实的理论基础。 #### 二、电磁波与电磁辐射 电磁波是由变化的电场和磁场交替产生并互相激发而形成的波动现象，这种波动能够在真空中以光速传播。电磁波遵循波的基本传播规律，如反射、折射、衍射、干涉、吸收以及散射等。根据波长的不同，电磁波可以分为多个不同的波段，包括长波、中波、短波、超短波、微波、红外波段、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。 #### 三、电磁波谱 电磁波谱是指按照电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减排列而成的连续波谱。具体来说，波谱范围从γ射线到无线电波，其中不同波段具有不同的特性： - **长波**：波长大于3000米。 - **中波和短波**：波长范围从10米到3000米。 - **超短波**：波长范围从1米到10米。 - **微波**：波长范围从1毫米到1米。 - **红外波段**：分为超远红外、远红外、中红外和近红外，波长范围从0.76微米到1000微米。 - **可见光**：波长范围从0.38微米到0.76微米。 - **紫外线**：波长范围从10纳米到0.38微米。 - **X射线**：波长范围从0.1纳米到10纳米。 - **γ射线**：波长小于0.1纳米。 #### 四、电磁波的度量 在遥感技术中，电磁波的度量是非常重要的环节。主要包括以下几种： - **辐射测量(radiometry)**：指的是通过遥感器定量记录地表物体发射、反射的电磁辐射数据的过程。 - **光度测量(photometry)**：关注的是可见光范围内的辐射能量。 - **比辐射率**：是指一个物体的辐射强度与相同温度下的黑体辐射强度之比。 - **亮温**：用于表示物体表面的温度，它是基于物体辐射出的能量来推算的。 #### 五、太阳辐射 太阳是地球上大部分电磁辐射的主要来源。太阳辐射在从近紫外到中红外这一波段内能量最为集中且相对稳定，太阳强度变化较小。太阳辐射在穿越大气层到达地面的过程中会受到大气成分的影响，包括吸收、散射等作用。 #### 六、大气成分与作用 大气由多种成分组成，主要包括： - **气体分子**：如氮气、氧气和二氧化碳等。 - **其他微粒**：例如水汽、气溶胶和其他粒子。 这些成分对电磁辐射具有吸收和散射的作用。例如，水汽和二氧化碳能够强烈吸收特定波段的红外辐射；气溶胶则会对可见光和近红外辐射产生散射效应。 #### 七、大气窗口 大气窗口是指那些在大气层中较少被反射、吸收或散射的波段，即透过率较高的波段。这些波段对于遥感非常重要，因为它们允许电磁波穿透大气层并到达地面或卫星传感器。例如，可见光、近红外和部分微波波段都是重要的大气窗口。 #### 八、辐射传输 辐射传输是指电磁辐射与不同介质相互作用的复杂过程，包括从太阳辐射经过大气层到达地表的过程以及地表物体向大气层反射或发射电磁辐射的过程。这一过程受到多种因素的影响，包括大气成分、地形地貌、季节变化等。 #### 结语 通过本章节的学习，我们可以了解到电磁波谱与地物波谱特征是遥感技术的重要组成部分。掌握这些基础知识有助于更好地理解遥感图像的获取原理及其后续处理方法，从而提高遥感数据分析的准确性和有效性。