遥感的基本概念课件

广义:

基于空间平台的，通过电磁波观测地球，获取地表信息。是对地观测系统、对地观测理论与对地观测方法的总称。一切无接触的距离测量。狭义:遥感的概念广义:基于空间平台的，通过电磁波观测地球，获取地表信息。1传感器能量来源大气层地物接收系统数字化分析可视化分析应用遥感过程示意图遥感信息的获取、传输、处理、判读分析和应用的全过程。电磁波特性信息获取信息接收信息处理信息应用传感器能量来源大气层地物接收系统数字化分析可视化分析应用遥感2电磁辐射与地物光谱特征1电磁波谱与电磁辐射电磁辐射与地物光谱特征1电磁波谱与电磁辐射31.1电磁波谱紫外可见近红外中红外热红外微波0.3μm1.0μm3.0μm10.0μmXCSLPKKaKu1mm1cm1m波长单位之间的换算关系为：1mm=1000μm;1μm=1000nm可划分为:г射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波及无线电波都是电磁波把电磁波在真空中的波长按或频率按递增或递减顺序排列,就构成了电磁波谱1.1电磁波谱紫外可见近红外中红外热红外微4可见光可见光5红外红外6微波微波71.2电磁辐射能够发射电磁波的物体称为电磁辐射源，以电磁波的形式从物体向外发射电磁能量的过程，称为电磁辐射。对遥感而言，电磁辐射源有太阳、地球和人工辐射源三种情况。1.2电磁辐射能够发射电磁波的物体称为电磁辐射源，以电磁波81.3电磁辐射的度量辐射能量辐射通量辐射通量密度辐射强度分谱辐射通量辐射亮度1.3电磁辐射的度量辐射能量9辐射能量Q电磁辐射是具有能量的，它表现在：•使被辐照的物体温度升高•改变物体的内部状态•使带电物体受力而运动……辐射能量（Q）的单位可以用焦耳（J）、尔格(erg)、卡（cal）表示辐射能量Q电磁辐射是具有能量的，它表现在：辐射能量（Q）的10辐射通量(radiantflux)Φ在单位时间内通过的辐射能量称为辐射通量：

Φ=Q/t辐射通量（Φ）的单位是瓦特=焦耳/秒（W=J/S）辐射通量(radiantflux)Φ在单位时间内通过的11辐射通量密度(irradiance)E、(radiantexitance)M单位面积上的辐射通量称为辐射通量密度：E辐照度=Φ/AM辐射出射度=Φ/A辐射通量密度的单位是瓦/米²（W/m²）辐射源辐照度辐射出射度被辐照物辐射体法向辐射通量密度(irradiance)E、(radiant12辐射强度(radiantintensity)I辐射强度是描述点辐射源的辐射特性的，指在某一方向上单位立体角内的辐射通量：I=Φ/Ω辐射强度（I）的单位是瓦/球面度（W/Sr）辐射强度点辐射源辐射强度(radiantintensity)I辐射强度13分谱辐射通量分谱辐射通量是波长λ的函数，单位波长间隔内的辐射通量称为分谱辐射通量：Φλ=Φ/λ分谱辐射通量的单位是瓦/微米（W/μm）λ1-λ2间隔内的Φ(λ1-λ2)?总辐射通量Φ？辐射通量波长分谱辐射通量分谱辐射通量是波长λ的函数，单位波长间隔内的辐射14分谱？？？分谱辐射通量分谱辐照度、分谱辐射出射度分谱辐射强度“分谱”两字可以忽略分谱？？？分谱辐射通量分谱辐照度、分谱辐射出射度分谱辐射强度15辐射亮度(radiance)L单位面积、单位波长、单位立体角内的辐射通量称为辐射亮度：L=³Φ/AλΩ辐射亮度（L）的单位是瓦/米²•微米•球面度（W/m²

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μm•Sr）亮度L面辐射源θ立体角ΩA辐射亮度(radiance)L单位面积、单位波长、单位立16小结辐射度量一览表辐射量符号定义单位辐射能量Q焦耳(J)辐射通量Φ(2)Q/t(λ)瓦(W)辐照度E(2)Φ/A(λ)瓦/米²(W/m²)辐射出射度M(2)Φ/A(λ)瓦/米²(W/m²)辐射强度I(2)Φ/Ω(λ)瓦/球面度(W/Sr)辐射亮度L2(3)Φ/AΩ(λ)瓦/米²•球面度(W/m²•Sr)小结辐射度量一览表辐射量符号定义单位辐射能量172.电磁辐射的基本定律2.电磁辐射的基本定律182.1黑体辐射定律黑体?2.1黑体辐射定律黑体?19普朗克定律（黑体辐射定律）黑体辐射定律瑞利-琴斯定律波长（微米）辐射能量普朗克定律（黑体辐射定律）黑体辐射定律瑞利-琴斯定律波长（微20斯忒藩-波耳兹曼定律斯忒藩-波耳兹曼定律21维恩位移定律辐射能量波长（微米）太阳温度、海洋温度、地表温度、火点温度维恩位移定律辐射能量波长（微米）太阳温度、海洋温度、地表温度22（1）基尔霍夫定律2.2实际地物的辐射（1）基尔霍夫定律2.2实际地物的辐射23地物发射率地物发射率24地物发射率分类地物发射率分类25小结电磁辐射的度量：辐射通量密度、辐照度、辐射亮度黑体辐射：普朗克定律，基尔霍夫定律实际地物的辐射：吸收率和反射率之间的关系小结电磁辐射的度量：辐射通量密度、辐照度、辐射亮度263.太阳辐射及对大气辐射的影响3.太阳辐射及对大气辐射的影响273.1太阳常数3.1太阳常数283.2太阳光谱太阳能量的光谱分布(百分比)辐射能量3.2太阳光谱太阳能量的光谱分布(百分比)辐射能量293.3大气对辐射的作用吸收：水、臭氧、二氧化碳散射：瑞利散射、米散射和无选择性散射3.3大气对辐射的作用吸收：水、臭氧、二氧化碳30瑞利散射1.条件：当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射。这种散射主要由大气中的原子和分子，如N2，CO2，O3和O2分子等引起的。2.特点：散射强度与波长的四次方成反比，即波长越长，散射越弱。3.影响：瑞利散射对可见光的影响很大。4.例子：无云的晴空呈现蓝色；朝霞和夕阳都偏橘红色；MSS4的图像远没有MSS7的图像清晰。返回瑞利散射返回31返回米氏散射1.条件：当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。这种散射主要由大气中的微粒，如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等引起.2.特点：散射的强度与波长的二次方成反比，方向性比较明显。3.影响：云雾对红外线的散射主要是米氏散射。返回米氏散射32无选择性散射1.条件:当大气中粒子的直径比波长大得多时发生的散射。2.特点:散射强度与波长无关，即对发生无选择性散射的波段，任何波长的散射强度都相同。3.由于云雾中水滴的粒子直径比可见光波长大很多，所以无论从哪个角度看，云都是白色的。无选择性散射33紫外可见近红外中红外热红外微波0.3μm1.0μm3.0μm10.0μm100%0%大气透过率XCSLPKKaKu3.4大气窗口1mm1cm1m紫外可见近红外中红外热红外微波0.3μm134TM（专题绘图仪）传感器共7个波段分别是：Tm1波段：0.45m-0.50mTm2波段：0.52m-0.60mTm3波段：0.63m-0.69mTm4波段：0.76m-0.94mTm5波段：1.55m-1.75mTm6波段：10.4m-12.5mTm7波段：2.08m-2.35mSPOT多光谱图像三个波段：SPOT1波段：0.50m-0.59mSPOT2波段：0.61m-0.69mSPOT3波段：0.79m-0.89m

传感器波段的设置一般选择大气窗口TM（专题绘图仪）传感器共7个波段分别是：传感器波段的设置35小结太阳常数大气对辐射传输的作用：吸收和散射

散射和粒子半径的关系大气窗口小结太阳常数36广义:

基于空间平台的，通过电磁波观测地球，获取地表信息。是对地观测系统、对地观测理论与对地观测方法的总称。一切无接触的距离测量。狭义:遥感的概念广义:基于空间平台的，通过电磁波观测地球，获取地表信息。37传感器能量来源大气层地物接收系统数字化分析可视化分析应用遥感过程示意图遥感信息的获取、传输、处理、判读分析和应用的全过程。电磁波特性信息获取信息接收信息处理信息应用传感器能量来源大气层地物接收系统数字化分析可视化分析应用遥感38电磁辐射与地物光谱特征1电磁波谱与电磁辐射电磁辐射与地物光谱特征1电磁波谱与电磁辐射391.1电磁波谱紫外可见近红外中红外热红外微波0.3μm1.0μm3.0μm10.0μmXCSLPKKaKu1mm1cm1m波长单位之间的换算关系为：1mm=1000μm;1μm=1000nm可划分为:г射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波及无线电波都是电磁波把电磁波在真空中的波长按或频率按递增或递减顺序排列,就构成了电磁波谱1.1电磁波谱紫外可见近红外中红外热红外微40可见光可见光41红外红外42微波微波431.2电磁辐射能够发射电磁波的物体称为电磁辐射源，以电磁波的形式从物体向外发射电磁能量的过程，称为电磁辐射。对遥感而言，电磁辐射源有太阳、地球和人工辐射源三种情况。1.2电磁辐射能够发射电磁波的物体称为电磁辐射源，以电磁波441.3电磁辐射的度量辐射能量辐射通量辐射通量密度辐射强度分谱辐射通量辐射亮度1.3电磁辐射的度量辐射能量45辐射能量Q电磁辐射是具有能量的，它表现在：•使被辐照的物体温度升高•改变物体的内部状态•使带电物体受力而运动……辐射能量（Q）的单位可以用焦耳（J）、尔格(erg)、卡（cal）表示辐射能量Q电磁辐射是具有能量的，它表现在：辐射能量（Q）的46辐射通量(radiantflux)Φ在单位时间内通过的辐射能量称为辐射通量：

Φ=Q/t辐射通量（Φ）的单位是瓦特=焦耳/秒（W=J/S）辐射通量(radiantflux)Φ在单位时间内通过的47辐射通量密度(irradiance)E、(radiantexitance)M单位面积上的辐射通量称为辐射通量密度：E辐照度=Φ/AM辐射出射度=Φ/A辐射通量密度的单位是瓦/米²（W/m²）辐射源辐照度辐射出射度被辐照物辐射体法向辐射通量密度(irradiance)E、(radiant48辐射强度(radiantintensity)I辐射强度是描述点辐射源的辐射特性的，指在某一方向上单位立体角内的辐射通量：I=Φ/Ω辐射强度（I）的单位是瓦/球面度（W/Sr）辐射强度点辐射源辐射强度(radiantintensity)I辐射强度49分谱辐射通量分谱辐射通量是波长λ的函数，单位波长间隔内的辐射通量称为分谱辐射通量：Φλ=Φ/λ分谱辐射通量的单位是瓦/微米（W/μm）λ1-λ2间隔内的Φ(λ1-λ2)?总辐射通量Φ？辐射通量波长分谱辐射通量分谱辐射通量是波长λ的函数，单位波长间隔内的辐射50分谱？？？分谱辐射通量分谱辐照度、分谱辐射出射度分谱辐射强度“分谱”两字可以忽略分谱？？？分谱辐射通量分谱辐照度、分谱辐射出射度分谱辐射强度51辐射亮度(radiance)L单位面积、单位波长、单位立体角内的辐射通量称为辐射亮度：L=³Φ/AλΩ辐射亮度（L）的单位是瓦/米²•微米•球面度（W/m²

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μm•Sr）亮度L面辐射源θ立体角ΩA辐射亮度(radiance)L单位面积、单位波长、单位立52小结辐射度量一览表辐射量符号定义单位辐射能量Q焦耳(J)辐射通量Φ(2)Q/t(λ)瓦(W)辐照度E(2)Φ/A(λ)瓦/米²(W/m²)辐射出射度M(2)Φ/A(λ)瓦/米²(W/m²)辐射强度I(2)Φ/Ω(λ)瓦/球面度(W/Sr)辐射亮度L2(3)Φ/AΩ(λ)瓦/米²•球面度(W/m²•Sr)小结辐射度量一览表辐射量符号定义单位辐射能量532.电磁辐射的基本定律2.电磁辐射的基本定律542.1黑体辐射定律黑体?2.1黑体辐射定律黑体?55普朗克定律（黑体辐射定律）黑体辐射定律瑞利-琴斯定律波长（微米）辐射能量普朗克定律（黑体辐射定律）黑体辐射定律瑞利-琴斯定律波长（微56斯忒藩-波耳兹曼定律斯忒藩-波耳兹曼定律57维恩位移定律辐射能量波长（微米）太阳温度、海洋温度、地表温度、火点温度维恩位移定律辐射能量波长（微米）太阳温度、海洋温度、地表温度58（1）基尔霍夫定律2.2实际地物的辐射（1）基尔霍夫定律2.2实际地物的辐射59地物发射率地物发射率60地物发射率分类地物发射率分类61小结电磁辐射的度量：辐射通量密度、辐照度、辐射亮度黑体辐射：普朗克定律，基尔霍夫定律实际地物的辐射：吸收率和反射率之间的关系小结电磁辐射的度量：辐射通量密度、辐照度、辐射亮度623.太阳辐射及对大气辐射的影响3.太阳辐射及对大气辐射的影响633.1太阳常数3.1太阳常数643.2太阳光谱太阳能量的光谱分布(百分比)辐射能量3.2太阳光谱太阳能量的光谱分布(百分比)辐射能量653.3大气对辐射的作用吸收：水、臭氧、二氧化碳散射：瑞利散射、米散射和无选择性散射3.3大气对辐射的作用吸收：水、臭氧、二氧化碳66瑞利散射1.条件：当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射。这种散射主要由大气中的原子和分子，如N2，CO2，O3和O2分子等引起的。2.特点：散射强度与波长的四次方成反比，即波长越长，散射越弱。3.影响：瑞利散射对可见光的影响很大。4.例子：无云的晴空呈现蓝色；朝霞和夕阳都偏橘红色；MSS4的图像远没有MSS7的图像清晰。返回瑞利散射返回67返回米氏散射1.条件：当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。这种散射主要由大气中的微粒，如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等引起.2.特点：散射的强度与波长的二次方成反比，方向性比较明显。3