波长范围 紫外线 l00-0.4um 可见光 0.4—0.76μm 0.76-3.0μm 超远红外 15—1000μm 1-10mm 厘米波 10cm 分米波 紫0.40—0.43以 蓝0.43-0.47um 青0.47—0.50μm 黄0.56-0.59μm 橙0.59—0. 红0.62—0.76μm 遥感常用的各光谱段的主要特性如下 紫外线波长范围为0.01-0.4μm。太阳辐射含有紫外线,通过大气层 时,波长小于0.3μm的紫外线几乎都被吸收,只有0.3-0.4μm波长的紫外 线部分能穿过大气层到达地面,且能量很少,并能使溴化银底片感光。紫外 波段在遥感中应用比其它波段晩。目前,主要用于探测碳酸盐岩分布。碳酸 盐岩在0.4μm以下的短波区域对紫外线的反射比其它类型的岩石强。另外, 水面飘浮的油膜比周围水面反射的紫外线要强烈,因此可用于油污染的监 测。但是紫外波段从空中可探测的高度大致在2000m以下,对高空遥感不宜 采用。 可见光可见光在电磁波谱中,只占一个狭窄的区间,波长范围0.4- 0.76μm。它由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色光组成。人眼对可见光可直接 感觉,不仅对可见光的全色光,而且对不同波段的单色光,也都具有这种能 力。所以可见光是作为鉴别物质特征的主要波段。在遥感技术中,常用光学 摄影方式接收和记录地物对可见光的反射特征。也可将可见光分成若干个波 段同一瞬间对同一景物、同步摄影获得不同波段的像片;亦可采用扫描方式 接收和记录地物对可见光的反射特征。可见光是遥感中最常用的波段。 红外线红外线波长范围为0.76-1000μm,为了实际应用方便,又将 其划分为:近红外(0.76-3.0μm),中红外(3.0-6.0μm),远红外(6.0 15.0μm)和超远红外(15-1000μm) 近红外在性质上与可见光相似,所以又称为光红外。由于它主要是地表 面反射太阳的红外辐射,因此又称为反射红外。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。在摄影时,由于受到 感光材料灵敏度的限制,目前只能感测0.76-1.3μm波长范围。近红外波段 在遥感技术中也是常用波段
名称 波长范围 紫外线 100è— 0.4 μ m 可见光 0.4 — 0.76 μ m 近红外 0.76 — 3.0 μ m 中红外 3 — 6 μ m 远红外 6 — 15 μ m 红 外 线 超远红外 15 — 1000 μ m 毫米波 1 — 10mm 厘米波 1 — 10cm 微 波 分米波 10cm — 1m 紫 0.40 — 0.43 μ m 蓝 0.43 — 0.47 μ m 青 0.47 — 0.50 μ m 绿 0.50 — 0.56 μ m 黄 0.56 — 0.59 μ m 橙 0.59 — 0.62 μ m 红 0.62 — 0.76 μ m 遥感常用的各光谱段的主要特性如下： 紫外线 波长范围为 0.01—0.4μm。太阳辐射含有紫外线，通过大气层 时，波长小于 0.3μm 的紫外线几乎都被吸收，只有 0.3—0.4μm 波长的紫外 线部分能穿过大气层到达地面，且能量很少，并能使溴化银底片感光。紫外 波段在遥感中应用比其它波段晚。目前，主要用于探测碳酸盐岩分布。碳酸 盐岩在 0.4μm 以下的短波区域对紫外线的反射比其它类型的岩石强。另外， 水面飘浮的油膜比周围水面反射的紫外线要强烈，因此可用于油污染的监 测。但是紫外波段从空中可探测的高度大致在 2000m 以下，对高空遥感不宜 采用。 可见光 可见光在电磁波谱中，只占一个狭窄的区间，波长范围 0.4— 0.76μm。它由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色光组成。人眼对可见光可直接 感觉，不仅对可见光的全色光，而且对不同波段的单色光，也都具有这种能 力。所以可见光是作为鉴别物质特征的主要波段。在遥感技术中，常用光学 摄影方式接收和记录地物对可见光的反射特征。也可将可见光分成若干个波 段同一瞬间对同一景物、同步摄影获得不同波段的像片；亦可采用扫描方式 接收和记录地物对可见光的反射特征。可见光是遥感中最常用的波段。 红外线 红外线波长范围为 0.76—1000μm，为了实际应用方便，又将 其划分为：近红外（0.76—3.0μm），中红外（3.0—6.0μm），远红外（6.0 —15.0μm）和超远红外（15—1000μm）。 近红外在性质上与可见光相似，所以又称为光红外。由于它主要是地表 面反射太阳的红外辐射，因此又称为反射红外。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。在摄影时，由于受到 感光材料灵敏度的限制，目前只能感测 0.76—1.3μm 波长范围。近红外波段 在遥感技术中也是常用波段
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。 然界中任何物体,当温度高于绝对温度(-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3-4μm之间,而15μm以上 的超远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3-15μm 波段,更多的是利用3-5μm和8-14μm波段。红外遥感是采用热感应方式 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。 微波微波的波长范围1mm-1m。微波又可分为:毫米波、厘米波和分 米波,见表2-1。微波辐射和红外辐射两者都具有热辐射性质。由于微波的 波长比可见光、红外线要长,能穿透云、雾而不受天气影响,所以能进行全 天候全天时的遥感探测。微波遥感可以采用主动或被动方式成像,另外,微 波对某些物质具有一定的穿透能力,能直接透过植被、冰雪、土壤等表层覆 盖物。因此,微波在遥感技术中是一个很有发展潜力的遥感波段。 在电磁波谱中不同波段,习惯使用的波长单位也不相同,在无线电波段 波长的单位取千米或米,在微波波段波长的单位取厘米或毫米;在红外线段 常取的单位是微米(μm),在可见光和紫外线常取的单位是纳米(mm)或微 米。波长单位的换算如下 1nm=103um=107cm=10%m 1μm=10-3mm=104cm=10-°m 除了用波长来表示电磁波外,还可以用频率来表示,如无线电波常用的 单位为吉赫(GH)。习惯上常用波长表示短波(如γ射线、X射线、紫外线、 可见光、红外线等),用频率表示长波(如无线电波、微波等)。 三、电磁辐射源 自然界中一切物体在发射电磁波的同时,也被其它物体发射电磁波所辐 射。遥感的辐射源可分自然电磁辐射源和人工电磁辐射源两类,它们之间没 有什么原则区别。就象电磁波谱一样,从高频率到低频率是连续的。物质发 射的电磁辐射也是连续的。 (一)自然辐射源 自然辐射源主要包括太阳辐射和地物的热辐射。太阳辐射是可见光及近 红外遥感的主要辐射源,地球是远红外遥感的主要辐射源。 1.太阳辐射。太阳辐射是地球上生物、大气运动的能源,也是被动式遥 感系统中重要的自然辐射源。太阳表面温度约有6000X,内部温度则更高。 图2-3为地球表面所测的太阳光谱辐射强度曲线,其中上部那条连续曲线是 地球大气层以上粗略的太阳辐射光谱曲线,它与温度为5900K的理想黑体所 产生的光谱曲线相似(如图2-3中虚线所示)。在遥感理论计算中就利用这 种黑体来模拟太阳辐射光谱。太阳辐射覆盖了很宽的波长范围,由1A直至 10m以上,包括γ射线、紫外线、红外线、微波及无线电波。太阳辐射能主 要集中在0.3-3μm段,最大辐射强度位于波长0.47μm左右。由于太阳辐 射的大部分能量集中在0.4-0.76μm之间的可见光波段,所以太阳辐射一般 称为短波辐射。太阳辐射能量中各波段所占的能量的百分比见表2-2。 太阳辐射主要是由太阳大气辐射所构成,太阳辐射在射出太阳大气后, 已有部分的太阳辐射能为太阳大气(主要是氢和氮)所吸收,使太阳辐射能 量受到一部分损失
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（-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—4μm 之间，而 15μm 以上 的超远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—15μm 波段，更多的是利用 3—5μm 和 8—14μm 波段。红外遥感是采用热感应方式 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。 微波 微波的波长范围 1mm—1m。微波又可分为：毫米波、厘米波和分 米波，见表 2-1。微波辐射和红外辐射两者都具有热辐射性质。由于微波的 波长比可见光、红外线要长，能穿透云、雾而不受天气影响，所以能进行全 天候全天时的遥感探测。微波遥感可以采用主动或被动方式成像，另外，微 波对某些物质具有一定的穿透能力，能直接透过植被、冰雪、土壤等表层覆 盖物。因此，微波在遥感技术中是一个很有发展潜力的遥感波段。 在电磁波谱中不同波段，习惯使用的波长单位也不相同，在无线电波段 波长的单位取千米或米，在微波波段波长的单位取厘米或毫米；在红外线段 常取的单位是微米（μm），在可见光和紫外线常取的单位是纳米（nm）或微 米。波长单位的换算如下： 1nm＝10-3μm=10-7cm＝10-9m 1μm=10-3mm=10-4cm=10-6m 除了用波长来表示电磁波外，还可以用频率来表示，如无线电波常用的 单位为吉赫（GHz）。习惯上常用波长表示短波（如γ射线、X 射线、紫外线、 可见光、红外线等），用频率表示长波（如无线电波、微波等）。 三、电磁辐射源 自然界中一切物体在发射电磁波的同时，也被其它物体发射电磁波所辐 射。遥感的辐射源可分自然电磁辐射源和人工电磁辐射源两类，它们之间没 有什么原则区别。就象电磁波谱一样，从高频率到低频率是连续的。物质发 射的电磁辐射也是连续的。 （一）自然辐射源 自然辐射源主要包括太阳辐射和地物的热辐射。太阳辐射是可见光及近 红外遥感的主要辐射源，地球是远红外遥感的主要辐射源。 1.太阳辐射。太阳辐射是地球上生物、大气运动的能源，也是被动式遥 感系统中重要的自然辐射源。太阳表面温度约有 6000K，内部温度则更高。 图 2-3 为地球表面所测的太阳光谱辐射强度曲线，其中上部那条连续曲线是 地球大气层以上粗略的太阳辐射光谱曲线，它与温度为 5900K 的理想黑体所 产生的光谱曲线相似（如图 2-3 中虚线所示）。在遥感理论计算中就利用这 种黑体来模拟太阳辐射光谱。太阳辐射覆盖了很宽的波长范围，由 1Å 直至 10m 以上，包括γ射线、紫外线、红外线、微波及无线电波。太阳辐射能主 要集中在 0.3—3μm 段，最大辐射强度位于波长 0.47μm 左右。由于太阳辐 射的大部分能量集中在 0.4—0.76μm 之间的可见光波段，所以太阳辐射一般 称为短波辐射。太阳辐射能量中各波段所占的能量的百分比见表 2-2。 太阳辐射主要是由太阳大气辐射所构成，太阳辐射在射出太阳大气后， 已有部分的太阳辐射能为太阳大气（主要是氢和氮）所吸收，使太阳辐射能 量受到一部分损失
表2-2太阳辐射能量中各波段所占比例 波长(A) 波段能量(⑧)波长(x)波段能量() <10 X、r射线 0.76-1.5um近红外 10-2000 1.5-5.6μm中红外 0.20-0.31μm 中紫外 1.95 5.6-1000m远红外 0.31-0.38um近紫外 5.32 >1000μm 微波 0.380.76um可见光 太阳辐射以电磁波的形式,通过宇宙空间到达地球表面(约1.5× 10km),全程时间约500秒。地球挡在太阳辐射的路径上,以半个球面承受 太阳辐射。在地球表面上各部分承受太阳辐射的强度是不相等的。当地球处 于日地平均距离时,单位时间内投射到位于地球大气上界,且垂直于太阳光 射线的单位面积上的太阳辐射能为1385±7W/m2。此数值称为太阳常数。 般来说,垂直于太阳辐射线的地球单位面积上所接受到的辐射能量与太阳至 地球距离的平方成反比。太阳常数不是恒定不变的,一年内约有7%的变动。 太阳辐射先通过大气圈,然后到达地面。由于大气对太阳辐射有一定的吸收 散射和反射,所以投射到地表面上的太阳辐射强度有很大衰减(图2-3)。 2.地球的电磁辐射。地球辐射可分为两个部分:短波(0.3-2.5μm)和 长波(6μm以上)部分。 地球表面平均温度27℃(绝对温度300K),地球辐射峰值波长为9.66 在9—10μm之间,地球辐射属于远红外波段。 图2-4为太阳与地球辐射的电磁波谱。图中可见,右边上方平滑曲线代 表黑体辐射300K时的能量分布曲线,下方不规则曲线代表地球表面的实测辐 射能量分布曲线,上方黑体辐射曲线包罗了地球表面辐射能量分布曲线。 图2-4左边为太阳辐射波谱曲线,该曲线与地球辐射的波谱曲线在波长 5μm上方处相交。当对地面目标地物进行遥感探测时,传感器接收到小于3 μm波长,主要是地物反射太阳辐射的能量,而地球自身的热辐射极弱,可 忽略不计;传感器接收到大于6μm波长,主要是地物本身的热辐射能量;在 3-6μm中红外波段,太阳与地球的热辐射均要考虑。所以在进行红外遥感 探测时,选择清晨时间,其目的就是为了避免太阳辐射的影响。地球除了部 分反射太阳辐射以外,还以火山喷发、温泉和大地热流等形式,不断地向宇 宙空间辐射能量。每年通过地表面流出的总热量约为1×1021J。 (二)人工辐射源 主动式遥感采用人工辐射源。人工辐射源是指人为发射的具有一定波长 (或一定频率)的波束。工作时接收地物散射该光束返回的后向反射信号强 弱,从而探知地物或测距,称为雷达探测。雷达又可分为微波雷达和激光雷 达。在微波遥感中,目前常用的主要为侧视雷达。 1.微波辐射源。在微波遥感中常用的波段为0.8-30cm。微波遥感的探 测波段与相应频率如表2-3中所列。由于微波波长比可见光、红外线波长要 长。因此,在技术上微波遥感应用的主要是电学技术,而可见光、红外遥感 应用则偏重于光学技术。在应用上微波遥感具有以下一系列特点
表 2-2 太阳辐射能量中各波段所占比例 波长（λ） 波段 能量(%) 波长（λ） 波段 能量(%) ＜ 10è X 、 r 射线 0.76 — 1.5 μ m 近红外 36.80 10 — 2000è 远紫外 ü ý þ 0.02 1.5 — 5.6 μ m 中红外 12.00 0.20 — 0.31 μ m 中紫外 1.95 5.6 — 1000 μ m 远红外 0.31 — 0.38 μ m 近紫外 5.32 0.38 — 0.76 μ m 可见光 43.50 ＞ 1000 μ m 微波 ü ý þ 0.41 太阳辐射以电磁波的形式，通过宇宙空间到达地球表面（约 1.5× 108km），全程时间约 500 秒。地球挡在太阳辐射的路径上，以半个球面承受 太阳辐射。在地球表面上各部分承受太阳辐射的强度是不相等的。当地球处 于日地平均距离时，单位时间内投射到位于地球大气上界，且垂直于太阳光 射线的单位面积上的太阳辐射能为 1385±7W/m2。此数值称为太阳常数。一 般来说，垂直于太阳辐射线的地球单位面积上所接受到的辐射能量与太阳至 地球距离的平方成反比。太阳常数不是恒定不变的，一年内约有 7%的变动。 太阳辐射先通过大气圈，然后到达地面。由于大气对太阳辐射有一定的吸收、 散射和反射，所以投射到地表面上的太阳辐射强度有很大衰减（图 2-3）。 2.地球的电磁辐射。地球辐射可分为两个部分：短波（0.3—2.5μm）和 长波（6μm 以上）部分。 地球表面平均温度 27℃（绝对温度 300K），地球辐射峰值波长为 9.66 μm。在 9—10μm 之间，地球辐射属于远红外波段。 图 2-4 为太阳与地球辐射的电磁波谱。图中可见，右边上方平滑曲线代 表黑体辐射 300K 时的能量分布曲线，下方不规则曲线代表地球表面的实测辐 射能量分布曲线，上方黑体辐射曲线包罗了地球表面辐射能量分布曲线。 图 2-4 左边为太阳辐射波谱曲线，该曲线与地球辐射的波谱曲线在波长 5μm 上方处相交。当对地面目标地物进行遥感探测时，传感器接收到小于 3 μm 波长，主要是地物反射太阳辐射的能量，而地球自身的热辐射极弱，可 忽略不计；传感器接收到大于 6μm 波长，主要是地物本身的热辐射能量；在 3—6μm 中红外波段，太阳与地球的热辐射均要考虑。所以在进行红外遥感 探测时，选择清晨时间，其目的就是为了避免太阳辐射的影响。地球除了部 分反射太阳辐射以外，还以火山喷发、温泉和大地热流等形式，不断地向宇 宙空间辐射能量。每年通过地表面流出的总热量约为 1×1021J。 （二）人工辐射源 主动式遥感采用人工辐射源。人工辐射源是指人为发射的具有一定波长 （或一定频率）的波束。工作时接收地物散射该光束返回的后向反射信号强 弱，从而探知地物或测距，称为雷达探测。雷达又可分为微波雷达和激光雷 达。在微波遥感中，目前常用的主要为侧视雷达。 1.微波辐射源。在微波遥感中常用的波段为 0.8—30cm。微波遥感的探 测波段与相应频率如表 2-3 中所列。由于微波波长比可见光、红外线波长要 长。因此，在技术上微波遥感应用的主要是电学技术，而可见光、红外遥感 应用则偏重于光学技术。在应用上微波遥感具有以下一系列特点：
(1)具有全天候全天时探测能力。雷达是主动式传感器,它不依靠太阳 辐射,因此能昼夜获得同等质量的影像。由于微波波长长,受大气干扰小, 一般厚云层(除特别恶劣气候条件外)微波都可以透过,故可全天候进行探 测,这是可见光与红外遥感所不能相比的。 (2〕微波对某些物质具有一定的穿透能力,能直接透过植被覆盖,对于 冰、雪和土壤等表层覆盖物也有一定的穿透能力。 (3)某些物质的光谱在微波波段有较大的差异。这样,在可见光与红外 遥感中不易区分的一些物体,在微波遥感中则容易区别。 表2-3微波遥感的探测波段频率表 波段名称 频率(1OMHz) 波长λ(cm 0.225—0.39 133-76.9 PLscx 0.39-1.55 76.9—19.4 3.9-5.75 7.69-5.21 5.75-10.9 5.21-2.75 10.9-18 2.75-1.6 1.67—1.1 KQv 13-0.83 40-46 0.83—0.63 0.63-0.53 56-100 0.53-0.3 2.激光辐射源。目前研究成功的激光器种类很多。按照工作物质的类型 可分为:气体激光器、液体激光器、固体激光器、半导体激光器和化学激光 器等;按激光输出方式可分为:连续输出激光器和脉冲输出激光器。激光器 发射光谱的波长范围较宽,短波波长可至0.24μm以下,长波波长可至1000 μm,输出功率低的仅几微瓦,高的可达几兆兆瓦以上。 激光在遥感技术中逐渐得到应用,其中应用较广的为激光雷达。激光雷 达使用脉冲激光器,它可精确测定卫星的位置、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性及荧光、吸收等 性能监测污染和勘查资源。在遥感图像处理中,采用激光输出器和激光存储 器,可大大提高图像处理的速度和精度
（1）具有全天候全天时探测能力。雷达是主动式传感器，它不依靠太阳 辐射，因此能昼夜获得同等质量的影像。由于微波波长长，受大气干扰小， 一般厚云层（除特别恶劣气候条件外）微波都可以透过，故可全天候进行探 测，这是可见光与红外遥感所不能相比的。 （2）微波对某些物质具有一定的穿透能力，能直接透过植被覆盖，对于 冰、雪和土壤等表层覆盖物也有一定的穿透能力。 （3）某些物质的光谱在微波波段有较大的差异。这样，在可见光与红外 遥感中不易区分的一些物体，在微波遥感中则容易区别。 表 2-3 微波遥感的探测波段频率表 波段名称 频率（ 10MHz ） 波长λ（ cm ） P 0.225 — 0.39 133 — 76.9 L 0.39 — 1.55 76.9 — 19.4 S 1.55 — 3.9 19.4 — 7.69 C 3.9 — 5.75 7.69 — 5.21 X 5.75 — 10.9 5.21 — 2.75 Ku 10.9 — 18 2.75 — 1.67 K 18 — 26.5 1.67 — 1.13 Ka 26.5 — 40 1.13 — 0.83 Q 40 — 46 0.83 — 0.63 V 46 — 56 0.63 — 0.53 W 56 — 100 0.53 — 0.3 2.激光辐射源。目前研究成功的激光器种类很多。按照工作物质的类型 可分为：气体激光器、液体激光器、固体激光器、半导体激光器和化学激光 器等；按激光输出方式可分为：连续输出激光器和脉冲输出激光器。激光器 发射光谱的波长范围较宽，短波波长可至 0.24μm 以下，长波波长可至 1000 μm，输出功率低的仅几微瓦，高的可达几兆兆瓦以上。 激光在遥感技术中逐渐得到应用，其中应用较广的为激光雷达。激光雷 达使用脉冲激光器，它可精确测定卫星的位置、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性及荧光、吸收等 性能监测污染和勘查资源。在遥感图像处理中，采用激光输出器和激光存储 器，可大大提高图像处理的速度和精度
第二节地物的光谱特性 自然界中任何地物都具有其自身的电磁辐射规律,如具有反射,吸收外 来的紫外线、可见光、红外线和微波的某些波段的特性;它们又都具有发射 某些红外线、微波的特性;少数地物还具有透射电磁波的特性,这种特性称 为地物的光谱特性。 、地物的反射光谱特性 当电磁辐射能量入射到地物表面上,将会出现三种过程:一部分入射能 量被地物反射;一部分入射能量被地物吸收,成为地物本身內能或部分再发 射岀来,一部分入射能量被地物透射。根据能量守恒定律可得 =P+P +P 式中:P。为入射的总能量;P。为地物的反射能量;Pa为地物的吸收能 量;P-为地物的透射能量。 (2-2)式两端同除以P。,得 P (2-3) 令P。P。×100%=卩(反射率)即地物反射能量与入射总能量的百分率 Pa/P。×100%α(吸收率)即地物吸收能量与入射总能量的百分率。 P,/P。×100%τ(透射率)即地物透射的能量与入射总能量的百分率 则(2-3)式可写成 p+a+T= (2-4) 对于不透明的地物,τ=0,(2-4)式可写成 (2-5) (2-5)式表明,对于某一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。地物的反射率可以测定, 而吸收率则可通过(2-5)式求出,即a=1-p。 )地物的反射率 不同地物对入射电磁波的反射能力是不一样的,通常采用反射率(或反 射系数、或亮度系数)来表示。它是地物对某一波段电磁波的反射能量与入 射的总能量之比,其数值用百分率表示。地物的反射率随入射波长而变化。 地物反射率的大小,与入射电磁波的波长、入射角的大小以及地物表面 颜色和粗糙度等有关。一般地说,当入射电磁波波长一定时,反射能力强的 地物,反射率大,在黑白遥感图像上呈现的色调就浅。反之,反射入射光能 力弱的地物,反射率小,在黑白遥感图像上呈现的色调就深。在遥感图像上 色调的差异是判读遥感图像的重要标志。 (二)地物的反射光谱 地物的反射率随入射波长变化的规律,叫做地物反射光谱。按地物反射 率与波长之间关系绘成的曲线(横坐标为波长值,纵坐标为反射率)称为地 物反射光谱曲线(图2-5)。不同地物由于物质组成和结构不同具有不同的 反射光谱特性。因而可以根据遥感传感器所接收到的电磁波光谱特征的差异 来识别不同的地物,这就是遥感的基本出发点。图2-5绘出了四种地物反射 光谱曲线
第二节 地物的光谱特性 自然界中任何地物都具有其自身的电磁辐射规律，如具有反射，吸收外 来的紫外线、可见光、红外线和微波的某些波段的特性；它们又都具有发射 某些红外线、微波的特性；少数地物还具有透射电磁波的特性，这种特性称 为地物的光谱特性。 一、地物的反射光谱特性 当电磁辐射能量入射到地物表面上，将会出现三种过程：一部分入射能 量被地物反射；一部分入射能量被地物吸收，成为地物本身内能或部分再发 射出来，一部分入射能量被地物透射。根据能量守恒定律可得： Pο=Pρ+Pα+Pτ （2-2） 式中：Pο为入射的总能量；Pρ为地物的反射能量；Pα为地物的吸收能 量；Pτ为地物的透射能量。 （2-2）式两端同除以 Pο，得 1 = + + 2 - 3 P P P P P O O PO r a t （ ） 令 Pρ/Pο×100%=ρ（反射率）即地物反射能量与入射总能量的百分率。 Pα/Pο×100%=α（吸收率）即地物吸收能量与入射总能量的百分率。 Pτ/Pο×100%=τ（透射率）即地物透射的能量与入射总能量的百分率。 则（2-3）式可写成： ρ+α+τ=1 （2-4） 对于不透明的地物，τ=0，（2-4）式可写成： ρ+α=1 （2-5） （2-5）式表明，对于某一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。地物的反射率可以测定， 而吸收率则可通过（2-5）式求出，即α=1-ρ。 （一）地物的反射率 不同地物对入射电磁波的反射能力是不一样的，通常采用反射率（或反 射系数、或亮度系数）来表示。它是地物对某一波段电磁波的反射能量与入 射的总能量之比，其数值用百分率表示。地物的反射率随入射波长而变化。 地物反射率的大小，与入射电磁波的波长、入射角的大小以及地物表面 颜色和粗糙度等有关。一般地说，当入射电磁波波长一定时，反射能力强的 地物，反射率大，在黑白遥感图像上呈现的色调就浅。反之，反射入射光能 力弱的地物，反射率小，在黑白遥感图像上呈现的色调就深。在遥感图像上 色调的差异是判读遥感图像的重要标志。 （二）地物的反射光谱 地物的反射率随入射波长变化的规律，叫做地物反射光谱。按地物反射 率与波长之间关系绘成的曲线（横坐标为波长值，纵坐标为反射率）称为地 物反射光谱曲线（图 2-5）。不同地物由于物质组成和结构不同具有不同的 反射光谱特性。因而可以根据遥感传感器所接收到的电磁波光谱特征的差异 来识别不同的地物，这就是遥感的基本出发点。图 2-5 绘出了四种地物反射 光谱曲线