遥感导论知识点

遥感导论知识点

第一章

1遥感的定义：

广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场力场机械波（声波地震波）等的探测。

狭义：遥感是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。

2 遥感系统

被测目标的信息特征信息的获取信息的传输与记录信息的处理信息的应用

3 遥感的类型

按传感器的探测波段分：紫外遥感0.05~0.38μm

可见光遥感0.38~0.76μm

红外遥感0.76~1000μm

微波遥感1mm~10m

多波段遥感在可见光波段和红外波段范围内再分成若干窄波段来探测目标

按工作方式分：

主动遥感：由探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号

被动遥感：不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量

第二章

1 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

2 辐照度（I）：被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量

3 辐射出射度（M）：辐射源物体表面单位面积上的辐射通量

4 辐射亮度（L）：假定有一辐射源呈面状，向外辐射的强度随辐射方向而不同，则L定义为辐射源在某一方向，单位投影表面单位立体角内的辐射通量

5 绝对黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收（即吸收系数恒等于1），则这个物体是绝对黑体

6 普朗克公式（P19）：普遍适用于绝对黑体辐射的公式

7 绝对黑体的辐射出射度与波长的关系

不同温度的黑体辐射曲线规律

<1> 斯忒藩-玻尔兹曼定律:绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比

M= T^4

<2> 维恩位移定律：黑体辐射光谱中最强辐射的波长与黑体绝对温度成反比

入max*T=b(b=2.898*10 m.K)

*黑体辐射的3个特性：

<1>辐射出射度随波长连续变化，每条曲线只有一个最大值

<2>随温度升高，辐射最大值所对应的波长移向短波方向

<3>温度越高，辐射出射度也越大不同温度的辐射出射度也不同

8 基尔霍夫定律研究实际物体

9 太阳常数：是指不受大气影响，在距太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射方向上，单位面积单位时间黑体所接受的太阳辐射能量

I=1.360*10

10 大气对辐射的吸收作用

水的吸收带：2.5~3.0μm,5~7μm,0.94μm,1.13μm,1.38μm,1.86μm,3.24μm,24μm以上对微波的强吸收带

臭氧的吸收带：在10~40KM的高度对0.2~0.32μm，0.6μm，9.6μm有很强吸收的吸收带氧气的吸收带：小于0.2μm；0.6μm和0.76μm也有窄带吸收

11 大气散射瑞利散射：当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射

米氏散射：当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射

无选择性散射：当大气中粒子的直径比波长大得多时发生的散射

<1>云为什么是白色的?

符合无选择性散射，任何波长的散射强度相同。云雾粒子直径虽然与红外线波长接近，但相比可见光波段云雾中水滴的粒子直径就比波长大很多，因而对可见光中各个波长的光散射强度相同，所以人们看到云雾呈白色。

<2>天空为什么是蓝色的?

符合瑞利散射，散射强度与波长的四次方成反比，即波长越长，散射越弱。无云的晴空呈现蓝色，就是因为蓝光波长短，散射强度较大，因此蓝光向四面八方散射，使整个天空蔚蓝，使太阳辐射传播方向的蓝光被大大削弱。

<3>微波遥感为什么有穿云透雾的能力?

大气散射类型是根据大气中分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生。大气云层中，小雨滴的直径相对其他微粒最大，对可见光只有无选择性散射发生，云层越厚，散射越强，而对微波来说，微波波长比粒子的直径大很多，则又属于瑞利散射的类型，散射强度与波长四次方成反比，波长越长散射强度越小，所以微波才有可能有最小散射，最大透射，而被成为具有穿云透雾的能力。

12 大气窗口：通常把电磁波通过大气层时较少被反射吸收或散射的，透过率较高的波段称为大气窗口。

13 大气透射的定量分析

太阳辐射通过大气时，就可见光和近红外而言，被云层或其他粒子反射回去的比例最大，约占30%，散射约22%，吸收约占17%，透过大气到达地面的能量仅占入射总能量的31%。

15 物体的反射：镜面反射漫反射实际物体的反射

16 反射波谱：地物的反射波谱指地物反射率随波长的变化规律

植被的反射波谱曲线：在可见光的0.55μm（绿）附近有一个小反射峰；两侧0.45μm（蓝）和0.67μm（红）有两个吸收带；在近红外波段（0.7~0.8μm）有一反射的陡坡；至1.1μm 附近有一个峰值。

水体的反射波谱：反射主要在蓝绿波段，其它波段吸收都很强，近红外吸收更强。水中含泥沙时，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。水中含叶绿素时，近红外波段明显抬升。

17大气的散射现象有几种类型？根据不同散射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的区别，说明为什么微波具有穿云浮透雾能力而可见光不能。

①瑞利散射（大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射）.②米氏散射（当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射）③无选择性散射（当大气中粒子的直径比波长大的多时发生的散射）.大气散射类型是根据大气中分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生。大气云层中，小雨滴的直径相对其他微粒最大，对可见光只有无选择性散射发生，云层越厚，散射越强，而对微波来说，微波波长比粒子的直径大很多，则又属于瑞利散射的类型，散射强度与波长四次方成反比，波长越长散射强度越小，所以微波才有可能有最小散射，最大透射，而被成为具有穿云透雾的能力。

○?18综合论述太阳辐射传播到地球表面又返回到遥感传感器这一整个过程中所发生的物

理现象。

太阳辐射主要包括近紫外、可见光、近红外和中红外这四种光，其中主要的能量集中在可见光，遥感常利用可见光和近红外波段。

当太阳辐射经过大气层时会受到很大程度的衰减，其中被反射的约30%，被吸收的约17%，被散射的约22%，真正到达地面的约占31%。其中吸收的主要包括水，二氧化碳，氧气，臭氧对太阳辐射的吸收，不同波段吸收量不同;散射是太阳辐射衰减的主要原因，不同于吸收作用，它只改变传播方向，不转变为内能；反射与天空的云量，云量越大发射程度越大。

有31%的太阳辐射到达地面，这时太阳辐射会被发射出去，另外一部分太阳辐射会吸收和透射，但地表反射的太阳辐射是遥感记录的主要辐射能量。被地面反射后的太阳辐射再次通过大气层时依然会再次经大气吸收，散射衰减。最终到达遥感器。

返回到遥感传感器的主要包括:

一是大气本身的辐射（不包含地物的信息）

二是地面目标对遥感器的贡献，包含四个部分：

（1）光直接入射到地面并经地面反射到遥感器的部分

（2）光线经大气散射到达地面并经地面直接反射到遥感器的部分

（3）光线直接入射到地面并经地面反射和大气散射到遥感器的部分

（4）光线经大气散射到地面，并经地面反射和大气散射到遥感器的部分，以及地面与大气经多次相互散射到达遥感