遥感考研重点总结 - 图文

遥感定义：

广义遥感：从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息（包括电磁波、力场、声波、地震波），经过信息的传输及其处理分析，来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术。 (实际工作中，将重力、磁力、声波、地震波等的探测化为物探的范畴，只有对电磁波的探测属于遥感的范畴。) 狭义遥感：在高空和外层空间的各种平台上，通过各种传感器获得地面电磁辐射信息，通过数据的传输和处理揭示地面物体的特征、性质及其变化的综合性探测技术。

遥感系统包括：目标物电磁波特性，信息的获取，信息的接收，信息的处理，信息的应用。

遥感技术的特点：

1：宏观性、综合性

覆盖范围大、信息丰富。一景TM影像为185×185平方公里；影像包含各种地表景观信息，有可见的，也有潜在的。 2：多波段性

波段的延长使对地球的观测走向了全天候。 3：多时相性

重复探测，有利于进行动态分析。 4：经济性

大大节省人力、物力、财力和时间。美国陆地卫星的经济投入与取得的效益比为1：80或更多。

5：局限性

发展高光谱分辨率遥感，提高准确性。

遥感的分类：

按照遥感的工作平台分类：

地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感。 按照探测电磁波的工作波段分类：

可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感等。 按照遥感应用的目的分类：

环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等 按照资料的记录方式： 成像方式、非成像方式

按照传感器工作方式分类： 主动遥感、被动遥感

主动遥感：指传感器带有能发射讯号（电磁波）的辐射源，能主动发射电磁波，同时接收目标物反射或散射回来的电磁波，以此所进行的探测。 被动遥感：指传感器无辐射源，仅利用传感器被动的接收来自地物反射自然辐射源（如太阳）的电磁辐射或自身发出的电磁辐射，而进行的探测。

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第二章 电磁辐射与地物光谱特征

2.1 电磁波与电磁波谱

2.2 大气层对电磁辐射的影响 2.3 地物光谱特征

相关概念：

辐射： 电磁波在空间中的传播叫做电磁辐射，简称辐射。 分为入射、发射、反射、透射、散射、吸收。

辐射源：任何物体都是辐射源，不仅能够吸收其它物体对它的辐 射，也能够向外辐射。 辐射通量（?）：单位时间内通过某一面积的辐射能量， ?=dW/dt，单位为W（瓦）。 辐射通量密度（E）：单位时间内通过单位面积的辐射能量， E= d? /ds，单位为W/m2。 辐照度（I）：被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量， I= d? /ds 辐射出射度（M）：辐射源物体表面单位面积上的辐射通量， M= d? /ds。

辐照度与辐射出射度都是辐射通量密度的概念，但I为物体接收的辐射，M是物体发出的辐射，都与波长有关。

黑体： 绝对黑体，指能够将外来辐射能量全部吸收的物体。 发射率：地物单位面积上发射（辐射）能量M与同一温度下同 面积黑体发射能量M黑之比值。即：ε=M/M黑 反射率：地物的反射能量与入射总能量之比。 透射率：地物的透射度与其表面的辐照度之比。 吸收率：地物的吸收度与其表面的辐照度之比。

一、热辐射基本定律

任何地物当温度高于绝对温度0K时，就存在着分子运动，不断地向外发射电磁波。实际上，世界上任何物体的温度都高于0K（0K=273.15℃）。所以，任何物体都有热辐射。

地物发射电磁波的能力以发射率作为衡量标准；地物的发射率是以黑体辐射作为参照标准。 物体根据吸收率的大小分为：黑体、灰体、选择性辐射体。 黑体：其ελ＝ε=1，不随波长变化。

灰体：其ελ ＝ε=常数＜1(因而吸收率α＜1，ε不随波长变化。)。

选择性辐射体：其ελ随波长而变化，而且ελ ＜1（因而吸收率a也随波长变化，并且a＜1。) 。

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1 普朗克定律（不要求的）： 黑体辐射能量是温度的函数：

Wλ：为单位面积单位时间单位波长区间辐射能量， h：为普朗克常数=（6．62560.0005）；

K：为玻尔兹曼常数=（1.38054土0.00018）； e：为自然对数的底= 2.718；

C为光速；λ为波长；T为绝对温度；λ为波长；T为绝对温度。

不同温度下，有不同的发射光谱；辐射能量随波长连续变化，曲线只有一个最大值；

温度愈高，辐射通量密度也愈大；不同温度的曲线是不相交的；随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长移向短波方向。

2 斯蒂芬－玻尔兹曼定律：（掌握）

单位面积单位时间全部波长范围内的辐射总能量：

σ：斯蒂芬-玻尔兹曼常数，5.6697土0.00297 T ：黑体绝对温度

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3 维恩定律：（掌握）

黑体热辐射的峰值波长与绝对温度成反比：

λmax：为某一温度下辐射能量的峰值波长； B = 2879.8 （um.k)。

二、地物的热辐射特征

1 地物发射率

自然界中黑体辐射是不存在的，一般地物的辐射要比黑体辐射小。地物的发射率是指地物单位面积上辐射能量W与同一温度下同面积黑体辐射能量之比值。

地物发射率地物种类、表面状态、温度等有关，而且与波长有关。

2 基尔霍夫定律：

在任一给定的温度下，地物单位面积上的辐射能量W和吸收率a之比，对任何地物都是一个常数，等于该温度下同面积黑体辐射能量。

根据发射率的定义：

得：α=ε

即一定的温度下，任何地物的发射率，在数值上等于该温度下的吸收率。亦即地物的吸收率愈大，发射率也愈大。 物体的辐射能量：

热辐射能量与发射率成正比，与温度四次方成正比。

地物微小的温度差异，就会引起红外辐射能量较显著变化。 物体热辐射能量主要由温度决定。

遥感热红外图像主要反映是物体表面的温度。

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