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ch2电磁波普与地物波普特征

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第二章 电磁波普与地物波普特征 第一节 电磁波与电磁波谱 2.1.1 电磁波与电磁波谱 1.电磁波 一个简单的偶极振子的电路,电流在导线中往复震荡,两端出现正负交替的等量异种电荷,类似电视台的天线,不断向外辐射能量,同时在电路中不断的补充能量,以维持偶极振子 的稳定振荡。当电磁振荡进入空间,变化的磁场激发了涡旋电场,变化的电场又激发了涡旋磁场,使电磁振荡在空间传播,这就是电磁波。 2.电磁辐射 电磁场在空间的直接传播称为电磁辐射。1887年德国物理学家赫兹由两个带电小球的火花放电实验,证实了电磁场在空间的直接传播,验证了电磁辐射的存在。装载在遥感平台上的遥感器系统,接收来自地表、地球大气物质的电磁辐射,经过成像仪器,形成遥感影象。 3.电磁波谱 γ 射线、X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波(微波、短波、中波、长波和超长波等)在真空中按照波长或频率递增或递减顺序排列,构成了电磁波谱。 目前遥感技术中通常采用的电磁波位于可见光、红外和微波波谱区间。可见光区间辐射源于原子、分子中的外层电子跃迁。红外辐射则产生于分子的振动和转动能级跃迁。无线电波是由电容、电感组成的振荡回路产生电磁辐射,通过偶极子天线向空间发射。微波由于振荡频率较高,用谐振腔及波导管激励与传输,通过微波天线向空间发射。由于它们的波长或频率不同,不同电磁波又表现出各自的特性和特点。可见光、红外和微波遥感,就是利用不同电磁波的特性。电磁波与地物相互作用特点与过程,是遥感成像机理探讨的主要内容。 4.电磁辐射的性质 电磁辐射在传播过程中具有波动性和量子性两重特性。 2.1.2 电磁辐射的传播 电磁辐射通过不同的介质时,其强度、波长、相位、传播方向和偏振面等将发生变化,这些变化可能是单一的,也可能是复合的。电磁波可以采用频率、相位、能量、极化等物理参数来描述。电磁波在传播中遵循波的反射,折射,衍射,干涉,吸收,散射等传播规律。 2.1.3 电磁辐射的测量与度量单位 遥感信息是从遥感器定量记录的地表物体电磁辐射数据中提取的。为了测量从目标地物反射或辐射的电磁波的能量,这里介绍两种电磁辐射的测量方式和度量单位: 1.辐射测量(radiometry),以伽玛射线到电磁波的整个波段范围为对象的物理辐射量的测定,其度量单位见下表。 2.光度测量(photometry),由人眼的视觉特性(标准光度观察)评价的物理辐射量的测定,其度量单位见下表。 第二节 大气对电...

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