遥感导论31.ppt
第二章 电磁辐射与地物光谱特征,地物的反射光谱特征,回顾,电磁波的概念？电磁波的特性？电磁波谱的概念？什么是发射率（比辐射率）？大气对太阳辐射的影响？大气中主要的吸收带？大气散射的种类？大气窗口的概念？,第五节 地物的反射光谱本节主要内容:地物的反射类别地物的光谱反射特性地物反射光谱特性的测量,地物的反射类别地物对电磁波的反射有三种形式：n 镜面反射(mirror reflection)n 漫 反 射(diffuse reflection)n 方向反射(directional reflection),地物的反射类别镜面反射(mirror reflection)w 反射能量集中在一个方向，反射角=入射角镜面反射如果界面相对入射波长而言非常光滑（界面粗糙度），则反射是镜面的。,地物的反射类别漫 反 射(diffuse reflection)w 整个表面都均匀地向各向反射入射光，各方向反射亮度相同。w 从空间对地面观察时，对于平面地区，并且地面物体均匀分布，可以看成漫反射；,入射光,地物的反射类别方向反射(directional reflection)w 由于地形起伏和地面结构的复杂性，往往在某些方向上反射最强烈，这种现象称为方向反射。对于地形起伏和地面结构复杂地区，为方向反射。,地物的光谱反射特性反射率（reflectivity）：物体反射的辐射能量P占总入射能量P0的百分比，称为反射率：不同物体的反射率不同，这主要取决于物体本身的性质（表面状况），以及入射电磁波的波长和入射角。利用反射率可以判断物体的性质,地物的光谱反射特性w地物反射率随波长变化而改变的特性称之为地物反射光谱特性。w将地物光谱反射率与波长的关系在直角坐标系中描绘出的曲线称为地物反射光谱曲线（以波长为横坐标，反射率为纵坐标）,地物的光谱反射特性w 不同地物在不同波段反射率存在差异：雪、沙漠、湿地、小麦的光谱曲线w 任何同类地物的反射光谱具有相似性，但也有差异性。并且地物的光谱特性具有时间特性和空间特性。,地物的光谱反射特性w 同一物体的波谱曲线反映出不同波段的不同反射率，将此与遥感传感器的对应波段接收的辐射数据相对照，可以得到遥感数据与对应地物的识别规律。w 任何物体的反射性质是揭示目标本质的最有用信息。,同一地物的光谱反射特性,春小麦在不同生长阶段的波谱特性曲线,由这幅图能得到什么信息？,区分春小麦生长阶段应选取大于0.7m的波段,植被反射率高于土壤,不同地物的光谱反射特性,四种地物的反射光谱特性曲线,四种地物中，应首先分离出哪一种？,其次应分离出哪一种，选择哪个波段？,选择哪个波段，可以区分雪和沙漠？,不同地物的光谱反射特性,四种植物的反射光谱特性曲线,应首先分离哪种地物？,剩下三种如何区分？,不同地物的光谱反射特性,植被反射波谱曲线,不同树种,如何区分三种不同的树种？,不同地物的光谱反射特性w 城市道路、建筑物的波谱特性曲线,各种道路的波谱特性,各种建筑物顶的波谱特性,不同地物的光谱反射特性,土壤反射波谱曲线,不同质地土壤反射光谱曲线,由于土壤反射波谱曲线呈比较平滑的特征，所以在不同光谱段的遥感影像上，土壤的亮度区别不明显。,不同地物的光谱反射特性,水体反射波谱曲线,不同叶绿素浓度的海水反射光谱曲线,水体的反射主要在蓝绿,光波段，其他波段吸收都很强，特别到了近红外波段，吸收就更强，所以水体在遥感影像上常呈黑色。但当水中含有其他物质时，反射光谱曲线会发生变化。水中含泥沙时，由于泥沙散射，反射率峰值出现在黄红区。水中含叶绿素时，近红外波段明显抬升，这些都成为影像分析的重要依据。,不同地物的光谱反射特性,岩石反射波谱曲线,岩石的反射波,谱曲线无统一的特征，矿物成分、矿,物含量、风化程度、含水状况、颗粒大,小、表面光滑程度、色泽等都会对曲线形态产生影响。,几种岩石的反射波谱曲线,影响地物反射率变化的因素w 太阳位置：太阳高度角和方位角；w 传感器位置：传感器的观测角和方位角；w 地理位置：地理景观；海拔高度；大气透明度等都不同；w 地物本身的变异：如植物病害，如图；w 地物的含水量，如图w 时间的变化，如图w 植物生长期的变化，如图w 各种随机因素的影响，如图,不同健康状况的松树反射特性曲线,应选用哪个波段进行判断？,为什么病害会降低反射率？,不同含水量（湿度）的砂土的反射波谱特性曲线,含水量越高，反射率越低。,为什么陈雪反射率低？,新雪和陈雪的反射特性曲线,油松和白蜡在不同生长期的反射特性曲线,反射率随季节变化有什么规律？,为什么有这种规律？,在一分钟间隔内两次测定同一麦田的反射率曲线,反射率产生差异的原因可能有哪些？,应用地物波谱特征需要注意的问题绝大部分地物的波谱值具有一定的变幅，它们的波谱特征不是一条曲线，而是具有一定宽度的曲带。大豆的反射特性曲线,应用地物波谱特征需要注意的问题地物存在“同物异谱”和“异物同谱”现象。“同物异谱”是指同一类型的地物，具有不同的波谱特征；“异物同谱”是指不同类型的地物具有相同的波谱特征。,地物反射波谱特性的测量地物波谱复杂性-遥感数据的不确定性w 地物波谱特性的特点和影响的因素，决定了地物波谱特性的复杂性，遥感传感器所获取的数据的不确定性。在进行遥感图象解译的时候，要充分认识地物波谱特性的复杂性，减少外界因素的影响；为提高定量遥感精度，需要通过大量的地面样本分析建立先验知识，确定遥感模型的约束条件。,地物反射波谱特性的测量目的w 是选择遥感波谱段、验证和设计遥感传感器的依据；w 可以为遥感数据大气校正提供参考标准；w 建立地物的标准波谱数据，为计算机图像自动分类和分析提供光谱数据，为遥感图像的解译提供依据。,地物反射波谱特性的测量,方法,w 实验室测量,w 野外测量,仪器,u,分光光度计,u 光谱仪,课堂小结,掌握反射率的概念掌握地物光谱反射特性的概念了解地物光谱反射特性的用途-区分、识别不同地物。掌握根据地物反射特性进行地物特征信息提取的原则。了解同物异谱、同谱异物的概念,
