心智圖資源庫 遙感原理第二章 遙感物理基礎
這是一篇關於遙感原理第二章 遙感物理基礎的思維導圖,包含電磁波譜與電磁輻射、光與色覺、物體發射輻射特性、大氣對太陽輻射的影響等。
編輯於2024-03-26 10:55:11Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
遙感原理第二章 遙感物理基礎
1.電磁波譜與電磁輻射
電磁波
波的概念:波是振動在空間的傳播。
RS指的是電磁波遙感
電磁波是一種橫波
不需要媒介也能傳播
在以光速傳播
波粒二象性-波長越短粒子特徵明顯反之,亦然
遙感之所以能夠根據收集到的電磁波來判斷地物目標和自然現象,是因為一切物體,由於其種類、特徵和環境條件的不同,而具有完全不同的電磁波反射或發射輻射特徵。
電磁波譜
依電磁波波長的長短,依序排列製成的圖表叫做電磁波譜。
依序為:γ射線—X射線—紫外線—可見光—紅外線—微波—無線電波。
電磁輻射的度量
輻射能量(W):電磁輻射的能量,單位:J。
輻射通量(Φ ):單位時間內通過某一面積的輻射能量,單位: W 。
輻射通量密度(E):單位時間內通過單位面積的輻射能量,單位: W/ m2
輻照度(I):被輻射的物體表面單位面積上的輻射通量,單位:W/m2
輻射出射度(M):輻射源物體表面單位面積上的輻射通量,單位:W/m2 。
太陽常數 1367±7 W/m2
輻射亮度(L):輻射源在某一方向,單位投影表面,單位立體角內的輻射通量,單位W/(sr• m2 )
光與色覺
消色物體:各波段的吸收或反射沒有差異的物體。
彩色物體 彩色物體對入射的白光有分解能力,呈現選擇性吸收和反射。這時的反射光與入射光相比,不僅在強度上減弱,而且光譜成分也改變了,即反射光變成了與入射光各波段輻射強度比例不同的色光,結果使物體呈現出色彩。
彩色的特性
色別
也叫色調,指彩色的類別.是彩色彼此區分的特性。
物體的色調則取決於光源的光譜組成及其強度,物體表面所反射或透射的各波長輻射的比例及其主波長對人眼所產生的感覺。
飽和度
飽和度是指彩色的純潔性,它表示一種彩色的濃談程度
一般來講,色彩越鮮豔,飽和度越大;反之,飽和度低。可見光譜中各種光譜色是最飽和的顏色。飽和度的變化是隨光譜色中混入白光的比例多少而定的,光譜色中摻入的白光越多,就癒不飽和
明度
明度是指顏色的明暗程度,它決定於發光體的輻射強度或物體表面對光反射率的高低。反射率愈高,它的明度就越高。
非彩色只有明度的差異,沒有色調和飽和度這兩種特徵
顏色合成的基本原理
三基色的選擇條件是三個基色中的任何一個不能由其餘兩個相加混合出來;用它們合成顏色方法簡單、穩定,合成的顏色較多。 紅色(R)——0.7um 綠色(G)——0.5461um 藍色(B)——0.4358um
物體發射輻射特性
黑體輻射
絕對黑體
物體在任何溫度下對任何波長的電磁輻射全部吸收(即吸收係數恆定等於1)。
黑體輻射規律--普朗克公式
物體輻射是波長和溫度的連續函數
黑體輻射規律--斯忒藩—波爾茲曼定律
物體溫度愈高,其輻射能力越強。
黑體輻射規律--維恩位移定律
黑體的溫度越高,輻射最大值對應的峰值波長向短波方向移動。其輻射最強部分的波長(max) 就越短.
推論
物體的溫度愈高,輻射能量最大值的波長越短,隨著物體溫度不斷增加,最大輻射波長由長向短位移。
太陽輻射是短波輻射,人、地面和大氣輻射是長波輻射。
輻射通量密度隨波長連續變化,每條曲線只有一個最大值。
溫度越高,輻射通量密度越大,不同溫度的曲線不同。
隨著溫度的升高,輻射最大值所對應的波長向短波方向移。
實際物體的發射輻射
太陽輻射
太陽光譜與5777K的黑體輻射最接近(6000K)
太陽輻射的能量主要集中在可見光,其中0.38 ~ 0.76 µm的可見光能量佔太陽輻射總能量的46%,最大輻射強度位於波長0.47 µm左右;
到達地面的太陽輻射主要集中在0.3 ~ 3.0 µm波段,包括近紫外線、可見光、近紅外線和中紅外線;
各波段的衰減是不均衡的。
經過大氣層的太陽輻射有很大的衰減;
地球輻射
地球輻射相當於接近300K的黑體輻射
人工輻射源
大氣對太陽輻射的影響
大氣作用
大氣的層次與成分
對流層:7~12 km,溫度隨高度而降低,天氣變化頻繁,航空遙感主要在該層內。
平流層:12~50 km,底部為同溫層(航空遙感活動層),同溫層以上,溫度因臭氧層對紫外線的強烈吸收而逐漸升高。
電離層:50~1 000 km,大氣中的O2、N2受紫外線照射而電離,對遙感波段是透明的,是陸地衛星活動空間。
大氣外層:800~35000 km ,空氣極稀薄,對衛星基本上沒有影響。
大氣成分
氣體:N2,O2,H2O,CO2,CO,CH4,O3常定成分( N2,O2 ,CO2)、可變成分(水汽,氣溶膠)
大氣吸收
氧氣對電磁波的作用都在紫外光以外的範圍( <0.2um )。
臭氧對小於0.3um的電磁波具有極強的吸收能力( <0.3um)
二氧化碳:2.8,4.3,14.5um強吸收帶
水汽:主要集中在紅外線和微波波段
大氣散射
散射的概念:電磁波與物質相互作用後電磁波偏離原來的傳播方向的現象。
不同於吸收作用,只改變傳播方向,不能轉變為內能。
大氣的散射是太陽輻射衰減的主要原因。
對遙感影像來說,降低了感測器接收資料的質量,造成影像模糊不清。
散射主要發生在可見光區。
瑞利散射(分子散射) :d <<λ
瑞利散射:由於氣體分子的尺度遠小於光波的波長時所發生的散射,屬小顆粒散射。
瑞利散射的典型特徵:散射光強度與波長4次方成反比。
米氏散射(氣溶膠散射):d ≈λ
米氏散射:大氣中的氣溶膠顆粒,雲滴,雨雲滴等的直徑與入射光的波長可以比擬或大於入射光的波長時發生的散射。
米氏散射的特徵
電磁波可以穿透介質表面而深入到散射顆粒的內部
主要由空氣中的微粒,如煙、塵埃、小水滴及氣溶膠等。
米氏散射比瑞利散射對波長較長的電磁波影響更大。
為什麼天空是藍色的
太陽光是由紅、橘、黃、綠、青、藍、紫七種顏色組成的。這七種顏色的光波長是不一樣的。大氣中的塵埃以及其他微粒散射藍光的能力大於散射其他波長較長的光子的能力。
可見光的波長範圍是380nm(藍紫光)到760nm(紅光),紅光端波長是藍紫光波長的1.75倍,因此藍紫光散射強度接近紅光散射強度的10倍,又因為人眼對紫光不太敏感,所我們看到的天空就是藍色的。
為什麼朝霞和晚霞是紅色的
大氣散射的特點
群體散射強度是個體散射強度的線性和。
大氣散射係數與高度的關係
大氣散射係數由分子散射和氣溶膠散射兩部分組成。
氣溶膠顆粒密度隨高度指數衰減。
就平均狀況而言,4km以下的氣溶膠米氏散射佔優勢,4km以上的分子散射佔相對優勢
大氣窗口
概念:當太陽輻射經過大氣傳輸時,反射,吸收和散射共同衰減了輻射強度,剩餘部分即為透過的部分。
太陽輻射的各波段受到衰減的作用輕重不同,因而各波段的透射率也各不相同。
電磁波通過大氣層時較少被反射,吸收和散射的,透射率較高的波段稱為大氣窗口。 (對地遙感要用的部分)
大氣透射的定量分析
在可見光和近紅外線波段,太陽輻射30%被雲或其它粒子反射,22%被散射,17%被吸收,到達地面能量31%。
物體的反射輻射特性
反射率
到達地面太陽輻射與地表的相互作用P0 反射Pρ 吸收Pa 透射Pt P0= Pρ Pa Pt
反射率 ρ= Pρ/ P0×100%
反射波譜
微波的散射特性