遙感物理基礎(chǔ)4大氣對(duì)電磁波的影響課件

第二章遙感物理基礎(chǔ)

Physicalbasisofremotesensing2.1電磁波與電磁波譜(Electromagneticwaveandtheelectromagneticspectrum)2.2物體電磁波發(fā)射特性(Electromagneticemissioncharacteristicsoftheobject)2.3地物的電磁波反射特性(Electromagneticwavereflectioncharacteristicsofthegroundobject)2.4大氣對(duì)電磁波傳輸?shù)挠绊?Atmosphericeffectsonelectromagneticwavetransmission)第二章遙感物理基礎(chǔ)

Physicalbasisof12.1電磁波譜的構(gòu)成復(fù)習(xí)：2.1電磁波譜的構(gòu)成復(fù)習(xí)：22.2物體電磁波發(fā)射特性(Electromagneticemissioncharacteristicsoftheobject)

2.2物體電磁波發(fā)射特性(Electromagnetice32.1.3電磁波譜遙感應(yīng)用的波段及其特點(diǎn)？2.1.3電磁波譜遙感應(yīng)用的波段及其特點(diǎn)？42.3地物的電磁波反射特性(Electromagneticwavereflectioncharacteristicsofthegroundobject)1地物的反射類(lèi)型鏡面反射、漫反射和方向反射2反射率與反射光譜？3不透明地物發(fā)射率與反射率關(guān)系？4不同地物的反射波譜特征？植被、土壤、水體、巖石、城市地物5影響地物光譜反射率變化的主要因素？6地物波譜特性的測(cè)量？2.3地物的電磁波反射特性(Electromagnetic51實(shí)際地物的反射？1實(shí)際地物的反射？6反射波譜？光譜反射率？反射波譜？光譜反射率？7植被的反射波譜曲線(xiàn)特征？植被的反射波譜曲線(xiàn)特征？8不同土壤的反射波譜曲線(xiàn)不同土壤的反射波譜曲線(xiàn)9水體的反射波譜曲線(xiàn)水體的反射波譜曲線(xiàn)10巖石的反射波譜曲線(xiàn)巖石的反射波譜曲線(xiàn)11城市地物光譜特征也稱(chēng)人工（造）地物城市地物光譜特征也稱(chēng)人工（造）地物12遙感物理基礎(chǔ)4大氣對(duì)電磁波的影響ppt課件13Typicalspectralreflectancecurvesforurban–suburbanphenomenaintheregion0.4–0.9mm.Jensen2019Typicalspectralreflectancec145影響地物光譜反射率變化的主要因素5影響地物光譜反射率變化的主要因素15雙向反射率分布函數(shù)BRDF:Bi-directionalReflectanceDistributionFunction？p28雙向反射率分布函數(shù)BRDF:Bi-directional166光譜測(cè)量原理？

雙向反射率因子

Bi-directionalReflectanceFactor(BRF)？6光譜測(cè)量原理？

雙向反射率因子

Bi-direction17野外垂直測(cè)量野外垂直測(cè)量18遙感物理基礎(chǔ)4大氣對(duì)電磁波的影響ppt課件19遙感過(guò)程6.接收7.遙感圖像處理與信息提取8.應(yīng)用2.大氣傳播5.平臺(tái)、傳感器1.能源3.地表發(fā)射與反射4.大氣傳播遙感過(guò)程6.接收7.遙感圖像處理與信息提取8.應(yīng)用2.大氣20第二章遙感物理基礎(chǔ)

Physicalbasisofremotesensing第二章遙感物理基礎(chǔ)

Physicalbasisof212.4大氣對(duì)電磁波傳輸?shù)挠绊?.4大氣對(duì)電磁波傳輸?shù)挠绊?21大氣成分(Atmosphericcomposition)1大氣成分(Atmosphericcomposition23大氣成分(Atmosphericcomposition)大氣成分(Atmosphericcomposition)242大氣結(jié)構(gòu)（structureoftheatmosphere）對(duì)流層Troposphere：大氣的最低層，自地面到8—18km，平均12km。

特點(diǎn)——?jiǎng)×业拇怪睂?duì)流運(yùn)動(dòng)，氣溫隨高度的升高而降低（-0.6℃/100m），為什么？空氣密度大，水汽含量不固定，1.2-3km云分布，塵煙多。該層大氣吸收、散射引起電磁衰減，是電磁波傳輸?shù)闹饕芯績(jī)?nèi)容。2大氣結(jié)構(gòu)對(duì)流層Troposphere：大氣的最低層，自地25平流層Stratosphere：從對(duì)流層頂?shù)?5km高度為平流層。特點(diǎn)——?dú)饬饕运竭\(yùn)動(dòng)為主，氣溫隨高度的升高不變或微升（？），大氣透明度良好。大氣平穩(wěn)，天晴氣朗。25-30km：臭氧層2大氣結(jié)構(gòu)（structureoftheatmosphere）平流層Stratosphere：從對(duì)流層頂?shù)?5km高26中間層Mesosphere：從平流層頂?shù)?0km高度。特點(diǎn)——溫度隨高度升高迅速降低（因?yàn)闆](méi)有臭氧吸收太陽(yáng)紫外輻射，而氮、氧能吸收的太陽(yáng)短波輻射又大部分被上層的大氣吸收了）；存在強(qiáng)烈的垂直對(duì)流，所以該層又稱(chēng)為高空對(duì)流層。2大氣結(jié)構(gòu)（structureoftheatmosphere）中間層Mesosphere：從平流層頂?shù)?0km高度。27熱層Thermosphere：從中間層頂?shù)?00km高空。特點(diǎn)：空氣稀薄，以氧原子為主；溫度因大氣強(qiáng)烈吸收太陽(yáng)紫外輻射而隨高度上升迅速升高；高度電離。它能夠反射無(wú)線(xiàn)電波，利于通訊；常常出現(xiàn)極光。

2大氣結(jié)構(gòu)（structureoftheatmosphere）熱層Thermosphere：從中間層頂?shù)?00km高28外層Exosphere

：電離層頂以上的大氣，是地球大氣向星際空間過(guò)度的層次。特點(diǎn)：空氣極其稀薄；氣溫很高，而且隨高度升高；地球引力小，高速運(yùn)動(dòng)的分子可逃逸至宇宙空間。2大氣結(jié)構(gòu)（structureoftheatmosphere）外層Exosphere：電離層頂以上的大氣，是地球大氣向星29遙感物理基礎(chǔ)4大氣對(duì)電磁波的影響ppt課件30大氣的垂直分布大氣的垂直分布313大氣對(duì)電磁輻射的影響3大氣對(duì)電磁輻射的影響32遙感物理基礎(chǔ)4大氣對(duì)電磁波的影響ppt課件33散射吸收大氣對(duì)不同波段的影響散射吸收大氣對(duì)不同波段的影響343大氣對(duì)電磁輻射的影響：大氣吸收Absorption

3大氣對(duì)電磁輻射的影響：大氣吸收Absorption

35氧氣（O2）氧氣（O2）36臭氧(O3)臭氧(O3)37二氧化碳(CO2)二氧化碳(CO2)38水汽Watervapor水汽Watervapor39遙感物理基礎(chǔ)4大氣對(duì)電磁波的影響ppt課件403大氣對(duì)電磁輻射的影響：大氣散射

Scattering

大氣散射:輻射在傳播過(guò)程中遇到小微粒而使傳播方向改變，并向各個(gè)方向散開(kāi)。散射對(duì)遙感數(shù)據(jù)的影響對(duì)反射輻射成分的改變改變傳感器所接受的電磁波信息大氣散射集中于太陽(yáng)輻射能量較強(qiáng)的可見(jiàn)光區(qū)。3大氣對(duì)電磁輻射的影響：大氣散射

Scattering

大氣41散射類(lèi)型散射的方式隨電磁波長(zhǎng)與大氣分子直徑、氣溶膠微粒大小之間的相對(duì)關(guān)系而變，主要有：1)瑞利(Rayleigh)散射2)米氏(Mie)散射3)非選擇(Non-selective)散射散射類(lèi)型散射的方式隨電磁波長(zhǎng)與大氣分子直徑、氣溶膠微粒大小之42瑞利散射Rayleighscattering瑞利散射Rayleighscattering43散射：藍(lán)天散射：藍(lán)天44散射：藍(lán)天散射：藍(lán)天45散射：朝霞散射：朝霞46散射：夕陽(yáng)紅散射：夕陽(yáng)紅47米氏散射Miescattering米氏散射Miescattering48無(wú)選擇性散射N(xiāo)on-selectivescattering無(wú)選擇性散射N(xiāo)on-selectivescattering493大氣對(duì)電磁輻射的影響：大氣折射Refraction3大氣對(duì)電磁輻射的影響：大氣折射Refraction50折射與兩小兒辯日？折射與兩小兒辯日？51解釋解釋523大氣對(duì)電磁輻射的影響：大氣反射Reflection電磁波傳播過(guò)程中通過(guò)兩種介質(zhì)的交界面上時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)反射現(xiàn)象，這種反射同樣滿(mǎn)足反射定律。通過(guò)大氣時(shí)，氣體、塵埃反射作用很小。反射現(xiàn)象主要發(fā)生在云層頂部，取決于云量和霧量，而且各個(gè)波段均受到不同程度的影響，嚴(yán)重地削弱了電磁波強(qiáng)度。因此，如果不是專(zhuān)門(mén)研究云層，盡量選擇無(wú)云的天氣接收遙感信號(hào)，則不用考慮大氣的反射。3大氣對(duì)電磁輻射的影響：大氣反射Reflection電磁53DateAcquired：2019/09/10DateAcquired：2019/09/1054遙感物理基礎(chǔ)4大氣對(duì)電磁波的影響ppt課件554大氣窗口Atmosphericwindow？讀P11-124大氣窗口Atmosphericwindow？讀P156大氣窗口波段透射率/%應(yīng)用舉例紫外可見(jiàn)光近紅外0.3～0.4μm0.4～0.7μm0.7～1.15μm709580TM1-4、SPOT的HRV近紅外1.3～2.5μm60～95TM5、TM7中紅外3.5～5.0μm60～70NOAA的AVHRR熱紅外8～14μm80TM6微波1.0～1.8mm2～5mm10～1000mm35～4050～70100Radarsat大氣窗口大氣窗口波段透射率/%應(yīng)用舉例紫外可見(jiàn)光近紅外0.3～0.457Aster與ETM+波段設(shè)置Aster為什么不設(shè)藍(lán)波段？Aster與ETM+波段設(shè)置Aster為什么不設(shè)藍(lán)波段？58考慮大氣散射損失考慮大氣散射損失59ETM波段設(shè)置LDCM增設(shè)1和9波段，Why？ETM波段設(shè)置LDCM增設(shè)1和9波段，Why？605輻射傳輸方程

(Radiationtransferequation)5輻射傳輸方程

(Radiationtransfere61遙感物理基礎(chǔ)4大氣對(duì)電磁波的影響ppt課件621）地物反射太陽(yáng)輻射1）地物反射太陽(yáng)輻射631）地物反射太陽(yáng)輻射1）地物反射太陽(yáng)輻射641）地物反射太陽(yáng)輻射1）地物反射太陽(yáng)輻射65程輻射1）地物反射太陽(yáng)輻射程輻射1）地物反射太陽(yáng)輻射661）地物反射太陽(yáng)輻射1）地物反射太陽(yáng)輻射67地物反射太陽(yáng)輻射大氣光學(xué)厚度地物反射太陽(yáng)輻射大氣光學(xué)厚度68遙感物理基礎(chǔ)4大氣對(duì)電磁波的影響ppt課件69大氣校正：去霧a)Imagecontainingsubstantialhazepriort