遥感地质学第二章 遥感物理基础
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遥感概论第2章遥感的物理基础
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第2章
2.1.1 电磁波谱
电磁波的性质
遥感的物理基础
2.1 电磁波谱与电磁辐射
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第2章
2.1.2 电磁波谱
遥感的物理基础
2.1 电磁波谱与电磁辐射
电磁波谱 电磁波谱：按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增 或递减排列构成的图表。
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第2章
2.1.2 电磁波谱
遥感的物理基础
2.1 电磁波谱与电磁辐射
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第2章
2.1.1 电磁波谱
电磁波
遥感的物理基础
2.1 电磁波谱与电磁辐射
电磁波——电磁振动的传播
横波（具有波的一切特征量（波长λ、频率f、周期T、波速V、振幅 A、相位ф等）
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第2章
2.1.1 电磁波谱
电磁波的性质
遥感的物理基础
2.1 电磁波谱与电磁辐射
A：是横波； B：不需要介质，在真空中以光速传播； C：满足 c=f×λ E=h×f c—光速 f—频率 λ—波长 h—普氏常数 E—能量 D：波粒二象性——波动性（干涉、衍射、偏振）、粒子性
2.1.4 电磁辐射源
地球辐射
遥感的物理基础
2.1 电磁波谱与电磁辐射
太阳辐射近似于温度 为8000K的黑体辐射， 而地球辐射接近300K 的黑体辐射。 太阳辐射出射曲线最 大值对应的波长为 0.47μm，而地球辐射 出射曲线最大值对应 的波长为9.66μm，属 于远红外波段
23
第2章
2.1.4 电磁辐射源
激光辐射源在遥感技术中逐渐得到应用。其中应用较为广泛的为激 光雷达。激光雷达使用脉冲激光器，可精确测量卫星的位置、高度、 速度等，也可测量地形、绘制地图、记录海面波浪情况，还可利用 物体的散射及荧光、吸收等性能进行污染监测和资源勘查等。
遥感的物理基础 (2)
遥感原理
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Solar Spectrum = Shortwave spectrum =visible spectrum:
Sun at 6000K; peak emission at 0.5 mm
遥感原理
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Terrestrial Spectrum = Longwave Spectrum = Infrared Spectrum =
❖ 波粒二象性的程度与电磁波的波长有关： 波长愈短，辐射的粒子性愈明显；波长愈 长，辐射的波动特性愈明显。
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遥感原理
二、电磁波谱
1. 电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长
短，依次排列制成的图表。
在电磁波谱中，波长最长的是无线电波，其按波 长可分为长波、中波、短波和微波。波长最短的是γ
射线
电磁波的波长不同，是因为产生它的波源不同。
2、遥感常用的电磁波波段的特性
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Th遥感e原理Electromagnetic Spectrum
More than meets the eye!
遥感原理
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遥感原理
遥感原理
Examples from Space
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遥感原理
Wavelength Units
• Meters (like on last slide and in book, p. 613)
• More commonly in nanometers (1 nm = 10-9 meters)
遥感技术与应用-2-遥感物理基础
4 微波（Microwave） 主动遥感，全天候。1mm—1m
第二章 遥感物理基础
三、大气窗口（Atmospheric Window） 是指在大气中传播受到衰减作用较轻因而透射率较高的电磁波段 遥感中常用的大气窗口如下：
Tห้องสมุดไป่ตู้ansmissivity
第二章 遥感物理基础
四、大气对太阳辐射的效应 1 太阳辐射 是地球上能量的主要来源 约5.1×1024 J是遥感的主要辐射源 光源和热源。太阳辐射主要集中在0.3—3um. 2 大气组成 大气对电磁波传输过程的影响包括5个方面：散射（Scattering）、吸收 （Absorption）、扰动（Turbulence）、折射（Refraction）和偏振 （Polarizaion），而对于遥感数据而言，最主要的因素是散射和吸收 。由于大气 分子和气溶胶粒子的影响，太阳辐射的电磁波在大气层传输时一部分被吸收， 一部分被散射，剩下的部分穿过大气层到达地面；地物反射或本身辐射的电磁波 部分被吸收，部分被散射，部分到达传感器的接收系统；大气本身的反射或辐射 同时也进入传感器。所以，传感器接收的电磁波辐射既有地物的辐射又有大气的 辐射——“综合辐射”，其中地物辐射是所需要的“信号-Signal”，大气辐射是遥感过程 应当尽量减弱其效应的“噪声-Noise”，由于综合辐射，就会降低遥感图像的“信噪比” （Signal to Noise Ratio， S/N比），表现为图像模糊。 气态成分：N2、O2、H2O、CO、CO2、CH4、O3等 固态成分：尘埃、冰晶、盐晶、气溶胶等 3 大气厚度对太阳辐射的影响 4大气对太阳辐射的吸收作用（选择性吸收，Selective Absorption）
4
C至D
5
超过D “反转部分”,暴光量继续增加而光学密度反而降低
第2章 遥感的物理基础
散射的类型
dp << l dp =l Rayleigh scattering Sr 瑞利散射 Mie scattering Sm 米氏散射
Non-selective scattering Sn dp >> l 非选择性散射
1 瑞利（Rayleigh） 散射
质点的直径 d << λ(电磁波波长)时，一般认为
电磁波的传输满足：
v c
1 ， 1
其中，ε为物质的介电常数，μ为物质的磁导率。
E=h*f
其中h为普朗克常数
2.1.1.2 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（干涉Interference和衍射Diffraction）： 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） 偏振(Polarization)（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）
透射率（τλ） ：入射光透过物体的能量与入射总能 量之比。 举例：
1）水体在蓝绿波段，混水1-2米，一般水体10-20米。
2）微波对地物具有明显的透射能力，由入射波的波长 决定。
3 地物的反射光谱
反射率：物体反射的辐射能量占总入射能 量的百分比 地物反射光谱曲线：是指地物的反射率随 波长的变化而变化的曲线图。通常用平面 坐标曲线表示，横坐标表示波长λ，纵坐 标表示反射率ρ。
当质点直径大于电磁波波长时（d >λ）, 散射率
第二章遥感的物理基础
☆ 辐射亮度（L）：面辐射源在单位时间内通过垂直面元法线方向上单位面、 单位立体角的辐射能。
四、黑体辐射
绝对黑体(简称黑体）：对于任何波长
的电磁辐射都全部吸收的物体。
绝对黑体的特性：
α（λ，T）≡1 ; ρ（λ，T）≡ 0
任何物体： α（λ，T）+ ρ（λ，T） ≡ 1 绝对白体： α（λ，T）≡0 ρ（λ，T）≡ 1
得到：
= 1- ρ
根据能量守恒定律，入射到地表的辐射功率E等于 吸收功率E吸、透射功率E透、反射功率E反三个分量 之和。即：
E=E吸+ E透+ E反 由上式得到：
1=α+τ+ρ
式中α—吸收率，τ—透射率，ρ—反射率 对于不透射电磁波的物体：
1=α+ρ
即有：α= 1- ρ
由第一节的基尔霍夫定律推导得到：
由于有：1=α+ρ
尘埃
吸收量很小
Absorption of EM energy by the atmosphere
大气的散射作用
散射：辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播 方向改变，并向各个方向散开的物理现象，称 为散射。 散射作用：大气中的粒子与细小微粒如烟、尘 埃、雾霭、小水滴及气溶胶等对大气具有散射 作用。散射的作用使在原传播方向上的辐射强 度减弱，增加了向其他各个方向的辐射。 散射作用的结果是降低了遥感数据的质量、使 影像模糊，从而影响判读。
电磁波是横波 在真空中以光速传播 满足方程：f λ=c , E=h f 电磁波具有波粒二象性 波动性：电磁波是以波动的形式在空间传播的， 因此具有波动性。 粒子性：它是由密集的光子微粒组成的，电磁辐 射的实质是光子微粒的有规律的运动。电磁波的 粒子性，使得电磁辐射的能量具有统计性。
遥感导论第2章遥感物理基础
绝对黑体表面上，单位面积发出的总辐射能与绝对温度的 四次方成正比，称为斯忒藩－玻耳兹曼公式 对于一般物体来讲，传感器检测到它的辐射能后就可以用 此公式概略推算出物体的总辐射能量或绝对温度（T）。
地球信息系 赵珊珊
概述
黑体辐射特性（2）
• 分谱辐射能量密度的峰值波长随温度的增加向短波方向移 动。可微分普朗克公式，并求极值。
地球信息系 赵珊珊
概述
植被、水体、土壤的反射波谱特性曲线
地球信息系 赵珊珊
概述
（补充）影响地物光谱反射率变化的因素
太阳高度（日期、时间）
大气条件
地形（阴影）
地形（坡度）
气候、植物的病变
地球信息系 赵珊珊
环境状况
概述
地物波谱特性
地物波谱也称地物光谱。 地物波谱特性是指各种地物各自所具有的电磁波 特性（发射辐射或反射辐射）。 测量地物的反射波谱特性曲线主要作用：
地球信息系 赵珊珊
概述
地物的反射类型
• 镜面反射 • 漫反射 • 方向反射
• 从空间对地面观察时，对于平面地区，并且地面物体均匀分布，可以 看成漫反射；对于地形起伏和地面结构复杂的地区，为方向反射。
地球信息系 赵珊珊
概述
2.2.1 地物的反射辐射
• 反射率是地物对某一波段电磁波的反射能 量与入射总能量之比：
地球信息系 赵珊珊
概述
城市道路、建筑物的反射波谱特性曲线
• 城市道路、建筑物的光谱反射特性 • 红外波段较可见光波段反射强 • 石棉瓦较其他材料反射强 • 沥青较其他材料反射弱
地球信息系 赵珊珊
概述
土壤的反射波谱特性曲线
地球信息系 赵珊珊
概述
土壤的反射波谱特性曲线
CH2 遥感的物理基础
μm；中红外 μm ；中红外3.0 3.0-6.0μm 6.0μm；远红外 ；远红外6.0 6.0-15.0μm； 15.0μm； 超远红外15超远红外15 -1000μm 1000μm。 。 近红外又称光红外或反射红外（ 近红外又称光红外或反射红外（主要是地表面反 主要是地表面反 射太阳的红外辐射） 射太阳的红外辐射）：在遥感技术中采用摄影方 射太阳的红外辐射 ） 在遥感技术中采用摄影方 ）：在遥感技术中采用摄影方 式和扫描方式，接收和记录地物对太阳辐射的红 外反射；其中摄影方式只能感测0.76 外反射；其中摄影方式只能感测 0.76-1.3μm 1.3μm波长 波长 范围，近红外也是遥感的常用波段 范围， 近红外也是遥感的常用波段。 。 中红外、远红外、超远红外又称热红外：
射线。
电磁波的波长不同，是因为产生它的波源不同。
The Electromagnetic Spectrum
More than meets the eye!
电磁波谱
2、遥感常用的电磁波波段的特性
名称 紫外线 可见光 红 外 线 近红外 中红外 远红外 毫米波 厘米波 分米波 波长范围 0.01-0.4μm 0.4-0.76μm 0 76-3 0.76 3.0μm 0μm 3-6μm 6-15μm 1-10mm 1-10cm 10cm-1m 可见光 波长范围 紫 蓝 青 绿 黄 橙 红 0.40-0.43μm 0 43-0 0.43 0.47μm 47μm 0.47-0.50μm 0.50-0.56μm 0.56-0.59μm 0.59-0.62μm 0.62-0.76μm
Sun at 6000K; peak emission at 0.5 m
太阳辐射涵盖了很宽的波长范围，包括γ射线、 太阳辐射涵盖了很宽的波长范围，包括γ 紫外线、红外线、微波及无线电波。太阳辐射 能集中在0.3 能集中在 0.3-3μm，峰值位于波长 3μm，峰值位于波长0.47μm 0.47μm, ,其 中大部分集中在0.4 中大部分集中在 0.4-0.76μm 0.76μm之间的可见光波 之间的可见光波 段，所以一般称太阳辐射为短波辐射。
第二章.遥感物理基础
第二章 遥感物理基础
地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反
射信息和能量，其中有一种人类已经认识到的 形式——电磁波。不同的物体具有不同的物质 组成和结构；由此导致其电磁波谱特征（特征 光谱）不同。 遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁 波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物 体的信息，完成远距离识别物体。
2 非选择性散射
质点直径和电磁波波长差不多时（d ≈ λ ）
( )
1
2
主要是大其中的气溶胶引起的散射。 云、雾等的悬 浮粒子的直径和0.76－15 um之间的红外线波长差不多， 需要注意。
（二）大气吸收
大气吸收电磁辐射的主要物质是：水、二氧化碳和臭氧。
1）水：分为气态水和液态水
水汽吸收电磁辐射的波段范围较宽，从可见光、红外直至微波， 都有水汽的吸收带。
∴ ρ＝ 1 － ε
则 ε＝1－ρ 即各种地物发射电磁波的特性可以通过间接地测试各种地物反射电 磁波的特性得到。
正因为各种地物反射、发射电磁波能力各不相同，才构 成遥感据以探测和识别各种目标物的依据。
二、地物反射波谱特征
（一）地物反射波谱特性
对于某波段反射率高的地物，其吸收率就低，即为弱辐射体；反之，吸 收率高的地物，其反射率就低。 当电磁波从较稀疏的空气介质入射到较密介质时，将产生反射。依 照界面的平滑程度不同，有镜面反射、漫反射和混合反射三种情况。 一般用反射率来表示地物反射能力。 通常反射率定义为物体的反射能量与入射能量之比。 即：ρ＝Eρ／E 显然，反射率高，在遥感图像上就越亮，反之则越暗。 因为波长不同，同一地物其反射率也不同。 反射率。 遥感中更常用的是光谱
光谱反射率：地物在某波段的反射能量与该波段的入射能量之比 即 ρλ＝Eρλ／Eλ
地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反
射信息和能量，其中有一种人类已经认识到的 形式——电磁波。不同的物体具有不同的物质 组成和结构；由此导致其电磁波谱特征（特征 光谱）不同。 遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁 波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物 体的信息，完成远距离识别物体。
2 非选择性散射
质点直径和电磁波波长差不多时（d ≈ λ ）
( )
1
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主要是大其中的气溶胶引起的散射。 云、雾等的悬 浮粒子的直径和0.76－15 um之间的红外线波长差不多， 需要注意。
（二）大气吸收
大气吸收电磁辐射的主要物质是：水、二氧化碳和臭氧。
1）水：分为气态水和液态水
水汽吸收电磁辐射的波段范围较宽，从可见光、红外直至微波， 都有水汽的吸收带。
∴ ρ＝ 1 － ε
则 ε＝1－ρ 即各种地物发射电磁波的特性可以通过间接地测试各种地物反射电 磁波的特性得到。
正因为各种地物反射、发射电磁波能力各不相同，才构 成遥感据以探测和识别各种目标物的依据。
二、地物反射波谱特征
（一）地物反射波谱特性
对于某波段反射率高的地物，其吸收率就低，即为弱辐射体；反之，吸 收率高的地物，其反射率就低。 当电磁波从较稀疏的空气介质入射到较密介质时，将产生反射。依 照界面的平滑程度不同，有镜面反射、漫反射和混合反射三种情况。 一般用反射率来表示地物反射能力。 通常反射率定义为物体的反射能量与入射能量之比。 即：ρ＝Eρ／E 显然，反射率高，在遥感图像上就越亮，反之则越暗。 因为波长不同，同一地物其反射率也不同。 反射率。 遥感中更常用的是光谱
光谱反射率：地物在某波段的反射能量与该波段的入射能量之比 即 ρλ＝Eρλ／Eλ
遥感第2章-遥感物理基础
02
(设计遥感器空间分辨率具有重要意义。)
电磁波遇到“狭缝”的障碍物时，能够通过狭缝地振动分量，称为电磁破的偏振。 偏振光，非偏振光，部分偏振
最小分辨角:
物镜的有效孔径
电磁波的衍电磁波谱与电磁辐射
电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长（或频率）按其长短，依次排列制成的图表称为电磁波谱。（P17，F2.3）依次为： γ射线—X射线—紫外线—可见光—红外线—微波—无线电波。 电磁波谱示图
§2.2 太阳辐射及大气对辐射的影响
大气对太阳辐射的衰减 2、大气的散射作用 大气对太阳辐射吸收的明显特点是吸收带主要位于太阳辐射的紫外和红外区，而对可见光区基本上是透明的。但当大气中含有大量云、雾、小水滴时，由于大气散射使得可见光区也变成不透明了（P25 T2.11中两条连续曲线的差值，表示大气对太阳辐射散射时所造成的损失）。散射使原传播方向的辐射强度减弱，而增加向其它各方向的辐射。 （1）大气散射改变了部分辐射方向，干扰了传感器的接收，降低了遥感数据的质量，造成影像的模糊，影响遥感资料的判读。 （2）大气散射集中于太阳辐射能量较强的可见光区。 （3）大气的散射是太阳辐射衰减的主要原因。
光谱辐射通量
以上各辐射量都是波长的函数。 右图表示单位波长间隔内的辐射通量，称为光谱辐射通量。 Φ(λ)=dΦ/dλ 单位： 瓦/微米（W• μm-1）
2.1 电磁波谱与电磁辐射
2.1.3 黑体辐射 绝对黑体（简称黑体）：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体。 光谱吸收系数（吸收率）： α（λ，T） 光谱反射系数（反射率）： ρ（λ，T） 绝对黑体特性： α（λ，T）= 1 ， ρ（λ，T）= 0， 与温度和波长无关
2.1 电磁波谱与电磁辐射
遥感物理基础
10
《遥感技术基础》
第二章:遥感物理基础
§2-1 电磁波及电磁波谱
Electromagnetic Wave & Electromagnetic Spectrum
1.电磁波的定义与特性：Definition & Characteristics
2）电磁波的特性： （1）波动性
C 偏振（polarization）：电磁波由两个相互垂直的振 动矢量即电场强度E和磁场强度H来表征。而E和H都 与电磁波的传播方向相垂直，光是电磁波的特例。
2）电磁波的特性：
（2）粒子性
波粒二象性（wave-particle duality）
电磁波是由密集的光子微粒组成的，电磁辐射实
际上是光子微粒流的有规则运动，波是光子微粒流的
宏观统计平均状态，而粒子是波的微观量子化。电磁
辐射在传播过程中，主要表现为波动性；当电磁辐射
与物质相互作用时，主要表现为粒子性，此时电磁波
电磁波四要素与电磁波具有的信息之间存在着一定的 关系：
14
《遥感技术基础》
第二章:遥感物理基础
§2-1 电磁波及电磁波谱
Electromagnetic Wave & Electromagnetic Spectrum
电磁波四要素与电磁波具有的信息之间的关系
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《遥感技术基础》
第二章:遥感物理基础
§2-1电磁波及电磁波谱
2）遥感中常用的各光谱段的主要特征及其应用
可见光：是遥感中最常用的波段。
尽管大气对它也有一定的吸收和散射作用，它仍是遥感成 像所使用的主要波段之一。在此波段大部分地物都具有良好的 亮度反差特性，不同地物在此波段的图象易于区分。
23
--《遥感地质学》2-遥感的物理基础
红外—— 近红外（反射红外）
0.76-3.00μm 中红外（反射+热红外）
3.00-6.00μm 远红外（热红外）
6.00-15.00 μm 超远红外（热红外）
15.00-1000 μm 微波—— 毫米波、厘米波和分米波。
2、电磁辐射度量
➢ 辐射能量（Radiant energy）W：电磁辐射的能量，单 位为焦耳（J）。
大 气 吸 收 谱
0.38 0.76
3 6 15
紫外 可见光 近红外 中红外 热红外
➢ 水吸收带：2.5-3.0μm，5-7μm，0.94μm，1.13μm， 1.38μm，1.86μm，3.24μm，24μm以上，水对红外遥感 有极大的影响；
➢ 二氧化碳吸收带：2.8μm，4.3μm，量少，吸收作用 主要在红外区内，可以忽略不计；
➢ 臭氧吸收带：0.2-0.32μm，0.6μm，9.6μm，数量极 少，但吸收很强，对航空遥感影响不大；
➢ 氧气：0.155μm，高空遥感很少使用紫外波段。
2 遥感物理基础
2.1 电磁波谱与电磁辐射 2.2 大气作用与地物波谱
2.1 电磁波谱与电磁辐射
遥感传感器记录了地物的反射与发射电磁辐射——以电 磁波的形式穿越空间的能量传输（Star and Estes 1990），遥感探测实际上就是对辐射能量的测定。电磁波 谱范围覆盖了宇宙波直到无线电波（Jensen 1996）。
1）大气吸收
太阳辐射在大气层中传播时，大气 分子对其某些波段吸收，使辐射能量 转变为分子内能，从而引起这些波段 的太阳辐射强度衰减。
➢ 大气对太阳辐射的吸收是非线性的，与大气中气体分 子的浓度呈对数关系（Flaschka 1969）； ➢ 大气中水蒸汽对太阳辐射吸收最强，其次是CO2、O3 ， 在城市周边这些因子变化很大； ➢ 大气吸收强度与温度、高度、离城镇烟雾的远近及其 它因子有关。
[物理]第二章遥感物理基础
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物体自身发射电磁波的特征
以普朗克热辐射定律为基础：
三 斯忒藩—波尔兹曼定律 大 定 维恩位移定律 律
基尔霍夫定律
黑体辐射规律
普朗克热辐射定律
斯忒潘－玻尔兹曼定律 维恩位移定律
物体自身发射电磁波的特征
普朗克热辐射定律
式中 Wλ——波长λ处单位面积上每单位波长发射的辐射功率，以瓦／厘 米２，微米计；
2.1.3 黑体辐射
绝对黑体
吸收率α ∝（λ，T） 反射率ρ ∝（λ，T）
绝对黑体：
τ =0时， α≡1 ，ρ≡0
与物体温度和电磁波波长无关
若地物在任何温度下，对任何波长的辐射能完全 吸收，即α＝1，该地物称绝对黑体，简称黑体。
地物对各种波长的吸收率是界于０～１的，若吸 收率近似为一常数，说明吸收率与波长无关，为无 选择性吸收，该地物称为灰体。
动 性
Ｃ＝λf
式中 C——波速，在真空中，Ｃ≈３×
8Ｍ／Ｓ，即光速；
λ——波长，一般以μｍ计；
f——频率，以Ｈｚ表示。
不同波长的电磁波，其频率是不一样的， 波长愈短，频率愈高；波长愈长，频率愈低。
电磁波的基本性质
电磁波是特殊物质组成的微粒（光子）
（如光电效应）
粒 光子的能量E与其频率f成正比，
其关系为：
子
E＝hf
性
式中 h——为普朗克常数。
光在发射过程中，以粒子性为主； 光在空间传播的过程中，以波动性为主。
2.1.2 电磁辐射的度量
辐射源
任何物体都是辐射源
辐射强度与波长各异 太阳是最主要的辐射源
电磁辐射就是电磁能量的传递
遥感探测就是对地物辐射能量的测定
物体的电磁辐射特征
﹛ 两方面
第二章遥感的物理基础
28
传感器探测波段的设计，是通过分析
比较地物光谱数据而确定的。
多光谱扫描仪（MSS）的波段设计：
MSS1(0.5-0.6 μm) MSS2(0.6-0.7 μm) MSS3(0.7-0.8 μm) MSS4(0.8-1.1 μm)
TM的波段： TM１ 0.45~0.52μm TM２ 0.52~0.60μm TM３ 0.63~0.69μm TM４ 0.76~0.90μm TM５ 1.55~1.75μm TM６ 10.4~12.5μm TM７ 2.08~2.35μm
2 k 4 4 4 W0 T T 2 2 15c h
40
(3)维恩位移定律：Wien's displacement law
随着温度的升高，辐射最大值对应 的峰值波长向短波方向移动。
max T b
温度 波长 300 9.66 500 5.80 1000 2.90 2000 1.45 3000 0.97 4000 0.72 5000 0.58 6000 0.48 7000 0.41
W
W黑
W W黑
4
在给定的温度下，物体的发射率=吸收率（同一波 段）；吸收率越大，发射率也越大。
第二章：遥感的物理基础
第一节：电磁波与电磁波谱 第二节：地物的光谱特性 第三节：大气对电磁辐射的影响 第四节：彩色合成原理
1
第一节：电磁波与电磁波谱
一、电磁波：电磁场在空间以一定的 速度由近及远的传播过程。从能量的 角度又称为电磁辐射。
二、电磁波谱
按电磁波波长的长短，依次排列制成 的图表叫电磁波谱。 依次为：
37
1.
2.
3、黑体辐射定律
第二章 遥感物理基础
在6.0um以上的热红外波段，以地球自身的热辐射为
主，地表反射太阳辐射可以忽略。（热红外成像）
了解地球辐射的分段特性的意义
可见光和近红外波段遥感图像上的信息来自地物反 射特性。 中红外波段遥感图像上，既有地表反射太阳辐射的 信息，也有地球自身的热辐射的信息。 热红外波段遥感图像上的信息来自地球自身的热辐 射特性。
对流层：高度在7～12 km,温度随高度而降低，空气明显垂
直对流，天气变化频繁，航空遥感主要在该层内。上界随纬 度和季节而变化。
平流层：高度在12～50 km，没有对流和天气现象。底部为
同温层（航空遥感活动层），同温层以上为暖层，温度由于 臭氧层对紫外线的强吸收而逐渐升高。
电离层：高度在50～1 000 km，大气中的O2、N2受紫外线照
第二章 遥感基本原理
遥感基本原理
地球上任何物体都在不停吸收、发射和反射信 息和能量（电磁波），不同物体的电磁波特性 是不同的，遥感就是根据这个原理来探测地表 物体对电磁波的反射和自身发射的电磁波，来 提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。
基本概念
电磁辐射波谱
• 按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递
减顺序排列，就得到电磁波谱
黑体
• 黑体概念：实验室理想的热辐射特征研究对象—物理学概念 • •
—（黑体=全吸收体） 黑体是对外界辐射量完全吸收的理想物体，自然界并不存在。 自然界存在着灰体，即一部分能量吸收，一部分能量反射。 灰体辐射的规律接近黑体。
辐射源
地球的辐射源
地球辐射：地球表面和大气电磁辐射的总称。 地球辐射是被动遥感中传递地物信息的载体。
装载在航天航空平台上的遥感器，接受来自地球辐 射携带的地物信息，经过处理形成遥感影像。
第二章 遥感基础
对的，它们之间并没有严格的界限， 实际上从宇宙射线到工业电波，整个电磁波谱都是连续的。一般采用各波谱 段的波长范围划分如下：
可见光波段0.38～0.76μm
紫外波段0.0l～0.38μm
紫光0.38—0.43μm 蓝光0.43～0.47μm 青光0.47～0.50μm 绿光0.50—0.56μm 黄光0.56—0.59μm 橙光0.59—0.62μm 红光0.62～0.76μm
向单位面积(法向面积)上辐射出的辐射能量，即辐射源在单位投影面积上、单位立体 角内的辐射通量(图2—5)，常用L表示，单位为瓦／(米2· 球面度)(W· -2.Sr-1)。 m
(二)黑体及其辐射特性 1.黑体的辐射特性 黑体是一个理想的辐射体，是“绝对黑体”的简称，它是指在任何温度下，对 于各种波长的电磁辐射的吸收系数恒等于1(100％)的物体。显然，黑体的反射率 P=0，透射率r=0。自然界并不存在绝对黑体，实验室内的理想黑体是开有一个小口 的空腔，对于射入其中的光，经过n次反射可以完全吸收，因此该空腔的开口可以 作为绝对黑体(图2—6)。 实验证明，在同一温度下，任何物体发射某一波长电磁波的能力，与它对该波 长的电磁波的吸收能力成正比。黑体吸收电磁波的能力最强，因而它发射电磁波的
中红外、远红外和超远红外是产生热感的原因，所以又称为热红外。自然 界中任何物体，当温度高于绝对温度(一273.15℃时，均能向外辐射红外线。物 体在常温范围内发射红外线的波长多在3.0～40.0μm之间，而15.0μm以上的红外
线易被大气和水分子吸收，所以在遥感技术中主要利用3.0～15.0μm波段，更多 的是利用3.0～5.0μm和8.0～14.0μm波段。中红外、热红外和远红外都能产生热 感，红外遥感就是采用热感应方式探测地物本身的辐射(如热污染、火山、森林 火灾等)，所以工作时不仅白天可以进行，夜间也可以进行，能进行全天时遥感。
可见光波段0.38～0.76μm
紫外波段0.0l～0.38μm
紫光0.38—0.43μm 蓝光0.43～0.47μm 青光0.47～0.50μm 绿光0.50—0.56μm 黄光0.56—0.59μm 橙光0.59—0.62μm 红光0.62～0.76μm
向单位面积(法向面积)上辐射出的辐射能量，即辐射源在单位投影面积上、单位立体 角内的辐射通量(图2—5)，常用L表示，单位为瓦／(米2· 球面度)(W· -2.Sr-1)。 m
(二)黑体及其辐射特性 1.黑体的辐射特性 黑体是一个理想的辐射体，是“绝对黑体”的简称，它是指在任何温度下，对 于各种波长的电磁辐射的吸收系数恒等于1(100％)的物体。显然，黑体的反射率 P=0，透射率r=0。自然界并不存在绝对黑体，实验室内的理想黑体是开有一个小口 的空腔，对于射入其中的光，经过n次反射可以完全吸收，因此该空腔的开口可以 作为绝对黑体(图2—6)。 实验证明，在同一温度下，任何物体发射某一波长电磁波的能力，与它对该波 长的电磁波的吸收能力成正比。黑体吸收电磁波的能力最强，因而它发射电磁波的
中红外、远红外和超远红外是产生热感的原因，所以又称为热红外。自然 界中任何物体，当温度高于绝对温度(一273.15℃时，均能向外辐射红外线。物 体在常温范围内发射红外线的波长多在3.0～40.0μm之间，而15.0μm以上的红外
线易被大气和水分子吸收，所以在遥感技术中主要利用3.0～15.0μm波段，更多 的是利用3.0～5.0μm和8.0～14.0μm波段。中红外、热红外和远红外都能产生热 感，红外遥感就是采用热感应方式探测地物本身的辐射(如热污染、火山、森林 火灾等)，所以工作时不仅白天可以进行，夜间也可以进行，能进行全天时遥感。
遥感地质学-第03讲 遥感物理基础之二_太阳辐射
返 回
9/22
地球大气对太阳辐射传输的影响
❖ 大气的吸收作用 ❖ 大气的散射作用 ❖ 大气的反射作用 ❖ 大气的折射作用
返 回
大气的吸收作用
10/22
大气的吸收作用： 大气中的各种成分对太阳辐射有选择性吸收，形
成太阳辐射的大气吸收带（如下表）。
O2吸收带 <0.2μm，0.155 μm最强
O3吸收带 0.2～0.36 μm，0.6 μm
➢ 电离层：高度在50～1 000 km，大气中的O2、N2受紫外线照 射而电离，对遥感波段是透明的，是陆地卫星活动空间。
➢ 大气外层：800～35 000 km ,空气极稀薄，对卫星基本上没有
影响。
返
回
8/22
大气成分
大气主要由气体分子、悬浮的微粒、水蒸气、 水滴等组成。 气体：N2，O2，H2O，CO2，CO，CH4，O3 悬浮微粒：尘埃
H2O吸收带 0.5～0.9 μm , 0.95～2.85 μm，6.25 μm
CO2吸收带 1.35～2.85 μm, 2.7 μm,4.3 μm,14.5 μm
尘埃
吸收量很小
返回
大气的散射作用
11/22
不同于吸收作用，只改变传播方向，不能转变为内能。 大气的散射是太阳辐射衰减的主要原因。 对遥感图像来说，降低了传感器接收数据的质量，造成 图像模糊不清。 散射主要发生在可见光区。 大气发生的散射主要有三种：
包括近紫外、可见光、近红外和中红外； 经过大气层的太阳辐射返回有很大的衰减； 各波段的衰减是不均衡的。
Байду номын сангаас
二、地球大气对太阳辐射传输的影响
7/22
大气层结构
从地面到大气上界，大气的结构分层为：
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地球大气对太阳辐射传输的影响
❖ 大气的吸收作用 ❖ 大气的散射作用 ❖ 大气的反射作用 ❖ 大气的折射作用
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大气的吸收作用
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大气的吸收作用： 大气中的各种成分对太阳辐射有选择性吸收，形
成太阳辐射的大气吸收带（如下表）。
O2吸收带 <0.2μm，0.155 μm最强
O3吸收带 0.2～0.36 μm，0.6 μm
➢ 电离层：高度在50～1 000 km，大气中的O2、N2受紫外线照 射而电离，对遥感波段是透明的，是陆地卫星活动空间。
➢ 大气外层：800～35 000 km ,空气极稀薄，对卫星基本上没有
影响。
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8/22
大气成分
大气主要由气体分子、悬浮的微粒、水蒸气、 水滴等组成。 气体：N2，O2，H2O，CO2，CO，CH4，O3 悬浮微粒：尘埃
H2O吸收带 0.5～0.9 μm , 0.95～2.85 μm，6.25 μm
CO2吸收带 1.35～2.85 μm, 2.7 μm,4.3 μm,14.5 μm
尘埃
吸收量很小
返回
大气的散射作用
11/22
不同于吸收作用，只改变传播方向，不能转变为内能。 大气的散射是太阳辐射衰减的主要原因。 对遥感图像来说，降低了传感器接收数据的质量，造成 图像模糊不清。 散射主要发生在可见光区。 大气发生的散射主要有三种：
包括近紫外、可见光、近红外和中红外； 经过大气层的太阳辐射返回有很大的衰减； 各波段的衰减是不均衡的。
Байду номын сангаас
二、地球大气对太阳辐射传输的影响
7/22
大气层结构
从地面到大气上界，大气的结构分层为：
第二章-遥感的物理基础简
γ射线—X射线—紫外线—可见光—红外线—微 波—无线电波。
电磁波谱
遥感应用的电磁波波谱段
❖ 紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳光谱中， 只有0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏 感，但探测高度在2000 m以下。
❖ 可见光：波长范围：0.38～0.76μm，人眼对可见 光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。
❖ 热红外波段遥感图像上的信息来自地球自身的热辐 射特性。
BACK
地物波谱的特性
地物波谱
❖ 地物波谱：地物的电磁波响应特性随电磁波长改 变而变化的规律，称为地表物体波谱，简称地物 波谱。
❖ 地物波谱特性是电磁辐射与地物相互作用的一种 表现。
❖ 地物波谱的作用：不同类型的地物，其电磁波响 应的特性不同，因此地物波谱特征是遥感识别地 物的基础。
臭氧的总含量具有明显的地域分布特征及季节 变化，在赤道上空臭氧含量最少，在高纬度地 区60 °～70°区域内达到极大值。
70年代，近极地上空臭氧层厚度是很大的，但 随着时间发展，臭氧层厚度逐渐在减小，目前 在南极上空已形成臭氧空洞。
大气成分
大气是由多种气体及气溶胶所组成的混合 物。 气体：N2，O2，H2O，CO2，CO，CH4， O3 气溶胶 大气的成分可分为常定成分（ N2，O2 ， CO2等）与可变成分两个部分（水汽，气溶 胶）。
（1）电 磁波与电磁波谱
红电外磁目和波前微遥波谱感波技谱术区中间通。常由采于用它的们电的磁波波长位或于频可率见不光同、，
不按同电电磁磁波波又波表长现的出长各短自，的依特性次和排特列点制。成可的见图光表、红叫 电外磁和微波波谱遥。感，就是利用不同电磁波的特性。电磁波 与主依要地次内物为容相。：互作用特点与过程，是遥感成像机理探讨的
电磁波谱
遥感应用的电磁波波谱段
❖ 紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳光谱中， 只有0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏 感，但探测高度在2000 m以下。
❖ 可见光：波长范围：0.38～0.76μm，人眼对可见 光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。
❖ 热红外波段遥感图像上的信息来自地球自身的热辐 射特性。
BACK
地物波谱的特性
地物波谱
❖ 地物波谱：地物的电磁波响应特性随电磁波长改 变而变化的规律，称为地表物体波谱，简称地物 波谱。
❖ 地物波谱特性是电磁辐射与地物相互作用的一种 表现。
❖ 地物波谱的作用：不同类型的地物，其电磁波响 应的特性不同，因此地物波谱特征是遥感识别地 物的基础。
臭氧的总含量具有明显的地域分布特征及季节 变化，在赤道上空臭氧含量最少，在高纬度地 区60 °～70°区域内达到极大值。
70年代，近极地上空臭氧层厚度是很大的，但 随着时间发展，臭氧层厚度逐渐在减小，目前 在南极上空已形成臭氧空洞。
大气成分
大气是由多种气体及气溶胶所组成的混合 物。 气体：N2，O2，H2O，CO2，CO，CH4， O3 气溶胶 大气的成分可分为常定成分（ N2，O2 ， CO2等）与可变成分两个部分（水汽，气溶 胶）。
（1）电 磁波与电磁波谱
红电外磁目和波前微遥波谱感波技谱术区中间通。常由采于用它的们电的磁波波长位或于频可率见不光同、，
不按同电电磁磁波波又波表长现的出长各短自，的依特性次和排特列点制。成可的见图光表、红叫 电外磁和微波波谱遥。感，就是利用不同电磁波的特性。电磁波 与主依要地次内物为容相。：互作用特点与过程，是遥感成像机理探讨的
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选择性辐射体(吸收体) (Selected Radiuation body)α＜ 1吸收率(发射率)小于1,且随波长的变化而变化的物体
黑体辐射的三个特性：
⑴.辐射通量密度随波长连续变化，只有一个最大值
⑵.温度越高，辐射通量密度越大不同温度的曲线不相交
⑶.随黑体温度的升高，光谱辐射通量的峰值向短波方向移动
8.什么是地物波谱特性？什么是地物反射波谱特性？如何表示？
（1）指物体辐射、反射的电磁波强度按波长分布的特性。物体对不同波长电磁波其反射、吸收、透射和发射电磁辐射的能力不同。地物的辐射能量随波长改变而改变的特性——地物的波谱特性
（2）反射波谱是物体的反射率随波长变化的规律
（3）表示方法——波谱曲线 曲线可表示：①地物对不同波长电磁波的反射率及反射率随波长的变化;②不同地物波谱曲线形态不同,同类地物波谱曲线形态相似。
色混合三定律：现代色度学基础，彩色合成理论根据
补 色 律 每一种颜色都可以与另一种颜色混合产生白色或黑色
中间色律 当两种不互补的颜色混合时会产生一 种新的彩色
代 替 律 不同颜色混合后产生相同颜色，可以互相代替，只要感觉上颜色相似即可
复色光(Compound color)：由两种间色光混合所得的色光
2.彩色变消色：①.色光混合 加色法 R＋G＋B＝W减色法 C＋M＋Y＝BL②.互补色光混合 R＋C＝W G＋M＝W B＋Y＝W
物体按颜色分类：
消色体：对入射光中各种波长的单色光进行非选择性吸收与反射的物体 (黑、白、灰)
彩色体：对入射光中各种波长的单色光进行选择性吸收与反射的物体
9.试分析《遥感地质学》P15图2-8（3）清水、图2-9玉米的反射波谱曲线？
10.何谓地物波谱的时间效应和空间效应？
时间效应：指同一地点的相同地物,其波谱特性会随时间而产生一定的变化。这种由时间推移而导致的地物波谱特性的变化,称地物波谱的时间效应
空间效应：在同一时刻,同一类地物,由于其所处的地理位置不同,其波谱特性可能会存在一定差异。这种由于所处空间位置不同导致的同类地物间波谱特性的变化称为地物波谱的空间效应
（2）大地辐射的能量分布：中红外——微波峰值波长9.7μm，大部分集中在: 8~14μm(50％)、3~5μm (1.0％以下)、 14~30μm (30％)
5.大气对电磁辐射有哪些影响？对遥感有何影响？
（1）大气对电磁波的吸收、散射和反射的特性。与波长和大气的成分有关，大气物质与太阳辐射相互作用，是太阳辐射衰减的重要原因。
11.什么是原色光? 什么是三原色光和三原色光原理?
原色光是不能由其他颜色光匹配出的颜色。红光、绿光、蓝光是三原色光。视觉三原色原理：红、绿、蓝三种感色细胞受到刺激，可以得到各种颜色感觉。
12.什么是间色光? 什么是三原间色光?
青（Cyan）、品红（Magenta）和黄（Yellow）
间色光：任意两种原色光相混合而形成的色光
（2）对遥感的影响:①难以进行紫外遥感②蓝光波段虽用但影像反差小③ 晴朗的天空为蓝色 出现蓝色蒙雾
6. 大气中气体分子对太阳辐射的吸收有什么特点?H2O↑、CO2、O3的主要吸收带有哪些?
大气中气体分子对电磁波的吸收具有选择性，使太阳发射的连续光谱中的某些波段不能传播到地面——到达地面的太阳光谱成分发生改变，使地物的电磁波信息被减弱了强度或
第二章 遥感物理基础
1.发射率(比辐射率)的定义是什么?
目标物的辐射量(辐射出射度)与同温度下的黑体辐射量之比，即ξ物=M物=M黑
2.黑体和黑色物体有何区别?
黑体：在任何温度下，对任何波长的入射辐射的吸收系数恒等于1的物体。
灰体(Gray body)α＜ 1在任何温度条件下,对电磁波的吸收率都小于1,且不随波长变化的物体。
（1）大气窗口：指地球大气对电磁波传输不产生强烈吸收作用的一些特定的电磁波段，即大气吸收相对弱的波段 或①能通过大气传输大部分电磁辐射的波长间隔②大气对电磁波衰减较小,电磁波透过率较高的波段
（2）①可摄影窗口0.3 ~ 1.3μm；必须在强光照射下摄影和成像，即只能在白天作业；摄影和扫描；紫外分光光度成像仪、照相机、反束光导摄像机、多光谱扫描仪、激光雷达。②近红外窗口1.5 ~ 2.5μm；强光照下白天成像；扫描；红外扫描仪、多光谱扫描仪。③中红外窗口3 ~ 5μm、④远(热)红外窗口8~14μm；白天和夜间都能成像（全天候作业）。⑤微波窗口0.8 ~ 100.0cm；有光照和无光照下都能成像（全天候作业）
3.由《遥感地质学》P10图2-6, 说明太阳光谱的光谱分布及能量分布特点。
①太阳光谱是连续的其能量分布也是连续的②太阳辐射的能量主要集中在可见光波段，约占太阳总光谱能量的46％，其次是红外波段③峰值波长为0.47μm
4.大地辐射的能量来源主要有哪些? 主要分布在哪些波长区？
（1）大地辐射的能量来源主要为：太阳的短波辐射 地球内部的热能，而与大地辐射直接相关联的则是：地表的热平衡（这种热平衡；一方面：因太阳辐射引起地表增温，热能从地表向地壳一定深度传导；另一方面：地球内部的热能也要通过地壳向地表传递）
等比例混合 。黄青品红
13.什么是补色光? 三对典型互补色光是什么?
补色光: 任意两种色光混合后为白光则这两种色光即为互补色光。这黄、品红、青三色光，就被称为补色光。它们互为补色的规律是：红与青互补，绿与品红互补，蓝与黄互补。
14.彩色三要素是什么?
表示彩色三要素：色别、明度、饱和度
15.简述色光混合的方法及主要的应用领域。
改变了成分--干扰了地物影像的真实色调；O3: 0.2~0.3μm 0.6μm 9.6μm H2O: 2.5~3.0μm 5~7μm 0.94,1.13,1.38,1.86,3.24μm 24μm CO2:2.8μm 4.3μm 14.5μm
7.什么叫大气窗口？表列常用大气窗口及应用条件、成像方式、成像遥பைடு நூலகம்器？
任何可见光谱的颜色都可用三原色光按
不同比例相加混合而成，但任何一个原色光都不能用其它两个相加混合而得到
16.说明标号为10M 80 / 12 的颜色的特征。
17.消色与彩色如何互相转化?
1.消色变彩色：①.白光分解(三棱镜)②.白光减三原色光(滤色片)
W－B＝Y W－G＝M W－R＝C
黑体辐射的三个特性：
⑴.辐射通量密度随波长连续变化，只有一个最大值
⑵.温度越高，辐射通量密度越大不同温度的曲线不相交
⑶.随黑体温度的升高，光谱辐射通量的峰值向短波方向移动
8.什么是地物波谱特性？什么是地物反射波谱特性？如何表示？
（1）指物体辐射、反射的电磁波强度按波长分布的特性。物体对不同波长电磁波其反射、吸收、透射和发射电磁辐射的能力不同。地物的辐射能量随波长改变而改变的特性——地物的波谱特性
（2）反射波谱是物体的反射率随波长变化的规律
（3）表示方法——波谱曲线 曲线可表示：①地物对不同波长电磁波的反射率及反射率随波长的变化;②不同地物波谱曲线形态不同,同类地物波谱曲线形态相似。
色混合三定律：现代色度学基础，彩色合成理论根据
补 色 律 每一种颜色都可以与另一种颜色混合产生白色或黑色
中间色律 当两种不互补的颜色混合时会产生一 种新的彩色
代 替 律 不同颜色混合后产生相同颜色，可以互相代替，只要感觉上颜色相似即可
复色光(Compound color)：由两种间色光混合所得的色光
2.彩色变消色：①.色光混合 加色法 R＋G＋B＝W减色法 C＋M＋Y＝BL②.互补色光混合 R＋C＝W G＋M＝W B＋Y＝W
物体按颜色分类：
消色体：对入射光中各种波长的单色光进行非选择性吸收与反射的物体 (黑、白、灰)
彩色体：对入射光中各种波长的单色光进行选择性吸收与反射的物体
9.试分析《遥感地质学》P15图2-8（3）清水、图2-9玉米的反射波谱曲线？
10.何谓地物波谱的时间效应和空间效应？
时间效应：指同一地点的相同地物,其波谱特性会随时间而产生一定的变化。这种由时间推移而导致的地物波谱特性的变化,称地物波谱的时间效应
空间效应：在同一时刻,同一类地物,由于其所处的地理位置不同,其波谱特性可能会存在一定差异。这种由于所处空间位置不同导致的同类地物间波谱特性的变化称为地物波谱的空间效应
（2）大地辐射的能量分布：中红外——微波峰值波长9.7μm，大部分集中在: 8~14μm(50％)、3~5μm (1.0％以下)、 14~30μm (30％)
5.大气对电磁辐射有哪些影响？对遥感有何影响？
（1）大气对电磁波的吸收、散射和反射的特性。与波长和大气的成分有关，大气物质与太阳辐射相互作用，是太阳辐射衰减的重要原因。
11.什么是原色光? 什么是三原色光和三原色光原理?
原色光是不能由其他颜色光匹配出的颜色。红光、绿光、蓝光是三原色光。视觉三原色原理：红、绿、蓝三种感色细胞受到刺激，可以得到各种颜色感觉。
12.什么是间色光? 什么是三原间色光?
青（Cyan）、品红（Magenta）和黄（Yellow）
间色光：任意两种原色光相混合而形成的色光
（2）对遥感的影响:①难以进行紫外遥感②蓝光波段虽用但影像反差小③ 晴朗的天空为蓝色 出现蓝色蒙雾
6. 大气中气体分子对太阳辐射的吸收有什么特点?H2O↑、CO2、O3的主要吸收带有哪些?
大气中气体分子对电磁波的吸收具有选择性，使太阳发射的连续光谱中的某些波段不能传播到地面——到达地面的太阳光谱成分发生改变，使地物的电磁波信息被减弱了强度或
第二章 遥感物理基础
1.发射率(比辐射率)的定义是什么?
目标物的辐射量(辐射出射度)与同温度下的黑体辐射量之比，即ξ物=M物=M黑
2.黑体和黑色物体有何区别?
黑体：在任何温度下，对任何波长的入射辐射的吸收系数恒等于1的物体。
灰体(Gray body)α＜ 1在任何温度条件下,对电磁波的吸收率都小于1,且不随波长变化的物体。
（1）大气窗口：指地球大气对电磁波传输不产生强烈吸收作用的一些特定的电磁波段，即大气吸收相对弱的波段 或①能通过大气传输大部分电磁辐射的波长间隔②大气对电磁波衰减较小,电磁波透过率较高的波段
（2）①可摄影窗口0.3 ~ 1.3μm；必须在强光照射下摄影和成像，即只能在白天作业；摄影和扫描；紫外分光光度成像仪、照相机、反束光导摄像机、多光谱扫描仪、激光雷达。②近红外窗口1.5 ~ 2.5μm；强光照下白天成像；扫描；红外扫描仪、多光谱扫描仪。③中红外窗口3 ~ 5μm、④远(热)红外窗口8~14μm；白天和夜间都能成像（全天候作业）。⑤微波窗口0.8 ~ 100.0cm；有光照和无光照下都能成像（全天候作业）
3.由《遥感地质学》P10图2-6, 说明太阳光谱的光谱分布及能量分布特点。
①太阳光谱是连续的其能量分布也是连续的②太阳辐射的能量主要集中在可见光波段，约占太阳总光谱能量的46％，其次是红外波段③峰值波长为0.47μm
4.大地辐射的能量来源主要有哪些? 主要分布在哪些波长区？
（1）大地辐射的能量来源主要为：太阳的短波辐射 地球内部的热能，而与大地辐射直接相关联的则是：地表的热平衡（这种热平衡；一方面：因太阳辐射引起地表增温，热能从地表向地壳一定深度传导；另一方面：地球内部的热能也要通过地壳向地表传递）
等比例混合 。黄青品红
13.什么是补色光? 三对典型互补色光是什么?
补色光: 任意两种色光混合后为白光则这两种色光即为互补色光。这黄、品红、青三色光，就被称为补色光。它们互为补色的规律是：红与青互补，绿与品红互补，蓝与黄互补。
14.彩色三要素是什么?
表示彩色三要素：色别、明度、饱和度
15.简述色光混合的方法及主要的应用领域。
改变了成分--干扰了地物影像的真实色调；O3: 0.2~0.3μm 0.6μm 9.6μm H2O: 2.5~3.0μm 5~7μm 0.94,1.13,1.38,1.86,3.24μm 24μm CO2:2.8μm 4.3μm 14.5μm
7.什么叫大气窗口？表列常用大气窗口及应用条件、成像方式、成像遥பைடு நூலகம்器？
任何可见光谱的颜色都可用三原色光按
不同比例相加混合而成，但任何一个原色光都不能用其它两个相加混合而得到
16.说明标号为10M 80 / 12 的颜色的特征。
17.消色与彩色如何互相转化?
1.消色变彩色：①.白光分解(三棱镜)②.白光减三原色光(滤色片)
W－B＝Y W－G＝M W－R＝C