地物波谱对遥感发展的重要意义?
地物辐射和反射的电磁波能量在电磁波谱范围内随波长的分布。地球上温度高于0K的物体都能自发地发射电磁波,这一物理现象称为热辐射。
它是组成物体的大量粒子无规则热运动的结果。地物热辐射强度按波长的分布称为地物辐射波谱。它与物体的温度及其他物理和化学特性有关。各种物体对入射的电磁波能产生反射、透射和吸收效应。反射强度或反射率按波长的分布称为地物反射波谱。它也与物体的某些性质有关。地物波谱特性是遥感技术的物理基础。
地物波谱 - 辐射波谱
根据热平衡原理,物体在热辐射的同时也在吸收电磁波。辐射能力强的物体吸收能力也强。能完全吸收入射的电磁波而不产生反射和透射的物体称为黑体。它是一种理想的吸收效率最高的吸收体,因而也是辐射效率最高的辐射体。物体的热辐射效率用发射率ε表示,黑体的发射率定为1,一般物体的发射率都小于1。
根据量子统计力学上的普朗克辐射定律,黑体的辐射强度与绝对温度的关系以及按波长的分布,可表示为
式中h为普朗克常数;k为玻耳兹曼常数;c为光速;λ为波长;T为绝对温度。这个定律表示一个黑体在某一方向的单位投影表面,在单位时间、单位波长和单位立体角内所辐射的能量。这种辐射强度称为黑体的谱辐射亮度。
当绝对温度一定时,黑体的波谱有一峰值,对应峰值的波长称为辐射峰值波长λm,λm与T成反比,即随着温度升高,峰值波长向较短波长方向移动。常温(300K)黑体的峰值波长约为10微米。太阳可看成为近似的黑体,其峰值波长约为0.5微米。
一般物体的辐射效率低于黑体的辐射效率(ε
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