ψ=Asin[（ωt-кx）+φ] ψ——波函数（表示电场强度）；

http://www.dljs.net/showart.asp?art_id=11107&page=3

辐射与大气影响及地物的光谱特性等。

第一节 电磁波与电磁波谱

一、电磁波及其特性

波是振动在空间的传播。如在空气中传播的声波，在水面传播的水波以及在地壳中传播的地震波等，它们都是由振源发出的振动在弹性介质中的传播，这些波统称为机械波。在机械波里，振动着的是弹性介质中质点的位移矢量。光波、热辐射、微波、无线电波等都是由振源发出的电磁振荡在空间的传播，这些波叫做电磁波。在电磁波里，振荡的是空间电场矢量E和磁场矢量B。电场矢量E和磁场矢量B互相垂直，并且都垂直于电磁波传播方向V。

电磁波是通过电场和磁场之间相互联系传播的。根据麦克斯韦电磁场理论，空间任何一处只要存在着场，也就存在着能量，变化着的电场能够在它的周围空间激起磁场，而变化的磁场又会在它的周围感应出变化的电场。这样，交变的电场和磁场是相互激发并向外传播，闭合的电力线和磁力线就象链条一样，一个一个地套连着，在空间传播开来，形成了电磁波。实际上电磁振荡是沿着各个不同方向传播的。这种电磁能量的传递过程（包括辐射、吸收、反射和透射等）称为电磁辐射。电磁波是物质存在的一种形式，它是以场的形式表现出来的。因此，电磁波的传播，即使在真空中也能传播。这一点与机械波有着本质的区别，但两者在运动形式上都是波动。基本的波动形式有两种：横波和纵波，横波是质点振动方向与传播方向相垂直的波，电磁波就是横波。纵波是质点振动方向与传播方向相同的波。例如，声波就是一种纵波。

波动的基本特点是时、空周期性。时、空周期性可以由波动方程的波函数来表示，如图2-1所示。

单一波长电磁波的一般函数表达式为：

ψ=Asin[（ωt-кx）+φ] （2-1）

式中ψ——波函数（表示电场强度）；A——振幅；（ωt-kx）＋φ——位相； φ——初位相；ω=2π/T——圆频率；k=2π/λ——圆波数；t、x——时、空变量（t表示时间，x表示距离）。

波函数由振幅和位相组成。一般传感器仅记录电磁波的振幅信息，而舍弃位相信息；在全息摄影中，除了记录电磁波的振幅信息，同时也记录位相信息。

以上介绍了电磁辐射以波动的形式在空间传播。因此，电磁波具有波动的特性（如干涉、衍射、偏振和色散等现象）。同时，电磁波还具有粒子（量子）性。电磁辐射的粒子性，是指电磁波是由密集的光子微粒组成的，电磁辐射实质上是光子微粒流的有规律运动，波是光子微粒流的宏观统计平均状态，而粒子是波的微观量子化。电磁辐射在传播过程中，主要表现为波动性；当电磁辐射与物质相互作用时，主要表现为粒子性，这即谓电磁波的波粒二象性。遥感传感器所探测到的目标物在单位时间辐射（反射或发射）的能量，由于电磁辐射的粒子性，所以某时刻到达传感器的电磁辐射能量才具有统计性。电磁波的波长不同，其波动性和粒子性所表现的程度也不同，一般来说，波长愈短，辐射的粒子特性愈明显，波长愈长，辐射波动特性愈明显。遥感技术正是利用电磁波波粒二象性这两方面特性，达到探测目标物电磁辐射信息的。




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电磁波与电磁波谱

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二、电磁波谱

实验证明，无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、γ射线等都是电磁波，只是波源不同，波长（或频率）也各不同。将各种电磁波在真空中的波长（或频率）按其长短，依次排列制成的图表（图2-2）叫做电磁波谱。



在电磁波谱中，波长最长的是无线电波，无线电波又依波长不同分为长波、中波、短波、超短波和微波。其次是红外线、可见光、紫外线，再次是X射线。波长最短的是γ射线。整个电磁波谱形成了一个完整、连续的波谱图。各种电磁波的波长（或频率）之所以不同，是由于产生电磁波的波源不同。例如，无线电波是由电磁振荡发射的，微波是利用谐振腔及波导管激励与传输，通过微波天线向空间发射的；红外辐射是由于分子的振动和转动能级跃迁时产生的；可见光与近紫外辐射是由于原子、分子中的外层电子跃迁时产生的；紫外线、X射线和γ射线是由于内层电子的跃迁和原子核内状态的变化产生的；宇宙射线则是来自宇宙空间。

在电磁波谱中，各种类型的电磁波，由于波长（或频率）的不同，它们的性质就有很大的差别（如在传播的方向性、穿透性、可见性和颜色等方面的差别）。例如，可见光可被人眼直接感觉到，看到物体各种颜色；红外线能克服夜障；微波可穿透云、雾、烟、雨等。但它们也具有共同性：

1.各种类型电磁波在真空（或空气）中传播的速度相同，都等于光速：

c=3×1010cm/s

2.遵守同一的反射、折射、干涉、衍射及偏振定律。

目前，遥感技术所使用的电磁波集中在紫外线、可见光、红外线到微波的光谱段，各谱段划分界线在不同资料上采用光谱段的范围略有差异。本书采用表2－1中所列出的波长范围。

表2－1 遥感技术使用电磁波分类名称和波长范围

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。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）。

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电磁波与电磁波谱

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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



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 9.66μm。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3μm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



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1000μm，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。


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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



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 9.66μm。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3μm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



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1000μm，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。


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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



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 9.66μm。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3μm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



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1000μm，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。


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