1、 地物波譜特征波譜特征：物體反射、發射、透射和散射電磁波的本領隨入射波長的改變而改變的特性，稱地物的波譜特征。波譜信息是一切其它遙感信息的基礎。一、電磁輻射產生的微觀機制簡介二、地物的反射波譜特征三、幾種典型地物的波譜特征四、地物發射波譜一、電磁輻射產生的微觀機制簡介 光的吸收與發射：電子、原子核、分子的振動和轉動都有能級，當入射光子能量與這些能級的某兩級的能量差相當時，就會被吸收，且發出相應的能及躍遷；而由高能級向低能級躍遷時，就會發射電磁輻射。其頻率由兩級的能量差決定。所以不同的能級躍遷的就會產生不同譜段的電磁輻射。任何物體任何時候所發射的都是一系列波長的電磁波。微觀機制2、反射：物體內部

2、粒子吸收光子后，由基態躍遷為激發態，通常粒子的這種激發態極短，約10-8秒，之后隨發射與吸收光子頻率相同的光子后，粒子又復原來的能量狀態，溫度并無變化，這個過程就是反射，即反射：吸收光子 高能級躍遷快速低能級躍遷 放出光子微觀機制吸收：吸收光子 高能級躍遷熱能 ( + 化學能 + 生物能 )3、熒光效應某些物質中的粒子（電子）吸收光子進入激發態后，可以級聯方式躍遷回基態，因而可以吸收某一波長的能量，再發出另一不同波的光子。這就是熒光效應。如：熒石、紅寶石1.概念2.決定反射波譜的基本因素3.地物表面構造對反射的影響4.地物反射波譜的測量二、地物的反射波譜特征電磁輻射射到物體上有三個分量：反射、

3、吸收和透射，各分量大小取決于物體性質。反射率：透射率：吸收率：自然界中，大部分物體是不透明的，即，則有：所以高反射率的物體是弱發射體，同時也說明對絕大部分地物，只要測定其反射率就可以推算其發射率。1.概念反射波譜：某物體的反射率（或反射輻射）隨波長變化的規律，用一曲線來表示，此曲線即稱為該物體的反射波譜.物體的反射波譜限于紫外、可見光和近紅外波段。概念2.決定反射波譜的基本因素物體的組成成份結構表面狀態所處環境在漫反射情況下，物質組成和結構是影響反射光譜的主要因素。地物表面構造對反射的影響電磁波從較稀疏的空氣介質進入到較緊密的物體介質的界面上時，將產生反射。依照界面的平滑程度不同，發生鏡面反射

4、，漫反射和混合反射，而界面的平滑程度是相對的，由入射電磁波的波長與界面起伏高度之比來確定。地物表面構造對反射的影響.鏡面反射：界面起伏高度相對入射電磁波波長而很小時產生，反射的電磁波具有方向性，即反射角=入射角。其相位相干并有偏振現象。.漫反射：界面起伏高度相對入射波波長而言較大（即界面很粗糙）時發生，電磁波被向各方面均勻反射出去，各方向上反射的亮度值是一樣的，相位不相干，也無偏振現象，這樣的界面叫朗伯面。.混合反射：界面起伏界于上述兩種情況之間，即界面起伏高度相對波長具有中等粗糙度；將入射電磁波向各方向反射出去，但不同方向亮度值不同，一般在入射方向及其附近輻射亮度較強，其它方向較弱。3.地物

5、表面構造對反射的影響不同界面可產生不同反射，同一界面對不同波長的入射電磁波也可能產生不同的反射。例如平坦的沙地表面，對可見光將產生漫反射，而對微波則可能產生鏡面反射。在實際遙感當中，以混合反射最為常見。 鏡面反射 漫反射混合反射4.朗伯地物反射波譜的測量假設：地物為朗伯體方法： 采用0.32.5的光輻射計來測量，測定的方法是將地物與已知反射率的白板（標準板）相比較，求出地物反射率R式中：L測得地物反射輻亮度；R0 白板反射率（已知) ； L0 測得白板反射輻亮度；朗伯地物反射波譜的測量方式：室內測量：將樣品拿到實驗室測量，結果精度高，但不反映實際狀態。野外測量：將儀器拿到實地測量，結果較反映地

6、物自然狀態的波譜特征。三、幾種典型地物的波譜特征水體的波譜特征(清潔的深水)植被的波譜特征土壤的波譜特征水體的波譜特征(清潔的深水)反射率在各波段內都低（一般在3%左右），在可見光部分為4-5%，在0.6處降至2-3%，到0.75以后的近紅外波段，水成了全吸收體。水體反射光譜曲線植被的波譜特征1）不同種類的植物均具有相似的反射波譜曲線2）可見光區域，由于葉綠素的強烈吸收，植物的反射、透射率均低，僅在0.55附近有一10-20%的反射峰而呈綠色。3）近紅外區域，在0.71.3之間形成50-60%的強反射峰，由于不同種植物的葉內細胞結構差異大，不同種植物的反射率在該波段具有最大的差值，故是區分植物

7、種類的最低波段。4）1.45、1.95、2.7為中心的三個吸收帶為水吸收帶，高斯曼發現，這三個吸收帶之間的兩個反射峰（1.65及2.2）上，各值與非多汁植物反射率差別非常明顯。植物反射光譜曲線植被的波譜特征植被的反射率土壤的波譜特征反射率：與土壤質地、有機質含量、氧化含量和含水量及鹽份等因素有關；粉砂砂土腐質土。反射光譜曲線由可見光到紅外呈舒緩向上的緩傾延伸土壤反射光譜曲線土壤的反射率四、地物的發射波譜發射率：地物光譜輻射率與黑體光譜輻射率之比發射波譜： 物體輻射發射率隨波長而變化的曲線即發射波譜亮溫：如黑體的輻射發射量與某溫度條件下的物體的輻射發射量相同，該黑體的溫度即為該物體的亮溫 TBT TB 物體亮溫，物體發射率，T物體溫度因0 1，因此，地物的亮溫總是小于其實際溫度。地物波譜是時間效應和空間效應。時間效應：指同一地物的波譜特征隨時間的推移而產生一定的變化空間效應：由于空間（地理）位置不同而導致同類地物之間波譜特征的變化。當然，對于同一類地物，特別是狀態穩定