遥感应用分析原理与方法 习题和答案

M ?d?/ dA?/ dA

辐射照度E （irradiance），简称辐照度，指面辐射体在单位时间内，单位面积上接收的辐射能量，即照射到物体单位面积上的辐射通量，单位为瓦/米2（w m-2 ），表达为：

E ?d?/ dA

辐射亮度L ：

辐射亮度，简称辐亮度，指面辐射源在单位立体角、单位时间内，在某一垂直于辐射方向单位面积（法向面积，Acosθ）上发射出的辐射能量，即辐射源在单位投影面积上、单位立体角内的辐射通量，如右图所示，单位为瓦/米2· 球面度（w m-2 sr-1 ），表达为：

遥感观测到的是辐射亮度值L 。

2. 试说明黑体的概念及黑体辐射的三大定律。

黑体：是一个完全的吸收体和完全的发射体，即吸收率和发射率均为1的物体（无反射，也无透射）；它是一个自然界并不存在的假设的理想辐射体；但可由人工方法制作，它的行为表现可被实验室设备所模拟。

黑体辐射遵循普朗克辐射定律、斯特藩—玻耳兹曼辐射定律 （Stefan—Boltzmann）和维恩位移定律三条基本的物理定律。 3. 被动遥感的主要‘能源’是什么？试分析它们的特点。

地表与大气的最主要能源是太阳辐射以及相伴的地球辐射。 30%：被大气里的云、其他大气成分反射回太空 17%：被大气吸收

22% ：被散射，以漫射的形式到达地表 31% ：直射到达地表

地面接收的太阳辐射照度E 与太阳天顶角θ有关。

地面接收的太阳辐照度还与大气的吸收及散射有关。（感觉不太对）

2、地球辐射

· 长波辐射（6 μm以上）：

指地表物体自身的热辐射。此范围短波辐射可忽略不计。 ·短波辐射（0.3～2.5μm）：

指地球表面对太阳的反射辐射。此范围长波辐射可忽略不计。 ·中红外辐射（2.5 ～6μm）：

太阳辐射和热辐射的影响均有，均不能忽略。 4. 试分析遥感在研究地表辐射平衡中的作用和局限性。 利用遥感研究地表净辐射

α为地表反照率(半球反射率) （可由VIS—NIR 遥感反演获得）；Ts为地表温度（可由TIR、MW 遥感反演获得）；

Ta为大气温度，可用红外测温仪对天空测得；εa为大气发射率，是大

气温度Ta、大气水汽压ea、天空云量C 的函数， 无云天气下公式：

多云天气下公式：

εs为地表发射率，是波长的函数，约为0.9-0.98，可测量；

σ为斯特藩—玻耳兹曼常数为：

第一项表示入射的短波辐射能量和反射的短波辐射能量差，即收入的短波辐射；第二项为大气的热辐射部分，第三项为地物向上的热辐射部分，三项之和为地面的净收入。（参看书p432） 需要说明几点：

遥感所测得的数据：RS（反射太阳的短波辐射）和长波辐射RL具有非连续（窄波段）、窄视场、特定方向的特点；

而自然界地物的反射与发射具有全波段、半球视场、各向异性的特点；

两者间的差异是影响遥感反演地表参数反照率?与温度Ts精度的重要原因，是定量遥感迫切需解决的问题。 目前的研究途径：

①通过方向模型，把地表方向反射率ρ转换为地表光谱反照率α； ②通过野外（同步）试验，用遥感、地面、大气数据，建立宽波段辐射值（反射或发射），与窄波段遥感数据间的关系（多为统计模型）。 3. 散射的概念及大气散射作用对遥感的影响。

大气散射（Atmospheric scattering ）散射——指电磁波在非均匀或各向异性介质中传播时,改变原来传播方向的现象。 大气散射对遥感的影响

大气散射降低了太阳光直射的强度，改变了太阳辐射的方向；造成遥感图像辐射畸变、图像模糊。