遥感实验 ——辐射定标与大气校正
姓名：学号：日期：
1．实验名称
辐射定标与大气校正
2、实验目的
熟悉遥感软件，掌握ENVI中对图像辐射定标与大气校正的基本方法。
3、实验原理
1、辐射定标是将传感器记录的电压或数字量化值（DN灰度值）转换成绝对辐射亮度值（辐射率）的过程，或者转换成与地表（表观）反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程
2、大气校正的目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响，获得地物反射率、辐射率、地表温度等真实物理模型参数，包括消除大气中水蒸气、氧气、二氧化碳、甲烷和臭氧等对地物反射的影响；消除大气分子和气溶胶散射的影响。
4、数据来源（下载源、波段数、对应的波长、分辨率、投影、地区）
Landsat5、TM图像、BAND_COMBINATION = "1234567"
5、实验过程
5、1辐射定标：
实方法一：
File-Open External File-Landsat-GeoTIFF with Metadata
Basic Tools-Preprocessing-Calibration Utilitties-Landsat Calibration
5.1.1.1打开Basic Tools-Preprocessing-Calibration Utilitties-Landsat TM，根据图像信息输入
5.1.1.2 打开校正图像，关联两幅图像，比较数据值
方法二：
BandMath验结果与分析
5.1.2.1打开图像，选择BandMath按照辐射定标公式输入
5.1.2.2 选择待校正波段图像
5.1.2.3 关联两幅图像，对比两幅图像数据
5、2 去零
5.2.1打开图像，选择BandMath输入公式（b1*b1/b1）
5.2.2 选择辐射定标过的图像
5.2.3 打开图像，但是得到的图像是数据负值
5、3简化暗像元法大气校正
5.3.1 打开basic tool->Preprocessing->General Purpose Utilities->Dark Subtract
5.3.2 关联图像，对比信息
6、心得、意见或建议
大气辐射学课后标准答案.
大气辐射学课后答案.
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2
3 习题 1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐 射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。 ①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变： ()() 2200200 2 211 2 2 8 72 441.4961013676.96106.31610s s s s s r F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===??= ?≈? ② ()22 8722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s s r F m Wm W π-Φ==?????=? ③ ()2 62 2 2610 3.1415926 6.371013673.844510 4.5310e s m Wm r S W π--???= Φ?=? 答案：①6.3?107W/m 2；②3.7?1026W ；③4.5?10-10, 约占20亿分之一。 2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47?108km ）为S 1，在远日点 时（d 2=1.52?108km ）为S2，求其相对变化值 1 2 1S S S -是多大。 答案：6.5% 同1（1）：
4 221122122 11 2 1222 2 4414141.471 1.5210.93530.0647 d S d S S S S S S d d ππππ=-=-=- =- ≈-= 3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。174W/m 2 云体：余弦辐射体+立体角 根据： 202/4 cos cos sin 2 T F L d L d d L π π πθθθθ?π=Ω == ??? 又由绝对黑体有4T F T L σπ== 所以此云在该地表面上的辐照度为 ()4 482 2 1 5.66961072732 174T E Wm σ--= =???+= 4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距 离d 0=1.50×108km 时，求大气上界处波长λ=10μm 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。 答案：0.286 Wm -2μm -1，31.2 Wm -2μm -1
大气遥感考试复习资料
大气遥感复习 使用须知：本复习资料为非官方版，难免出现知识点的遗漏与错误，请大家根据自己的需要慎重参考。 注：红色部分为不全、没找到或者错误。 题型： 1、判断题：判断+理由 2、填空题： 3、名词解释： 4、计算题： 5、简答题： 考试重点（80%）： 1、MODIS波段特点、空间分辨率等（实验一） 参阅实验一PDF文档 5、热红外辐射与可见光、近红外辐射有什么不同，有何特点 大气热红外辐射的性质 大气的长波辐射性质很复杂，不仅与吸收物质(水汽，CO2与O2)分布有关，而且与大气温度、压力有关。水汽（H2O）在6.3微米有一个较强的吸收带，二氧化碳(CO2)分别在4.3微米和15微米有较强的吸收带，O3 在9.6微米处一个窄的吸收带，所以能称之为窗区的只有3.5—4.0微米，8—9.5微米和10.5—12.5微米三个波段。 水汽红外区吸收带很强，又占有较宽的波段，是最主要的吸收物质，即使在大气窗区也仍然有不可忽略的弱吸收作用，如果对海面温度的测量精度要求在±0.5℃以内，则修正大气效应便成为SST的主要问题。 大气在14微米以上，可以看成是近于黑体。地面14微米以上的远红外辐射，不能透过大气传向空间。 除非有云或尘埃等大颗粒质点较多时，大气对长波辐射的散射削弱极小，可以忽略不计。即使有云时，云中对长波的吸收作用很大，较薄的云层已可以视为黑体。 大气不仅是削弱热红外辐射的介质，而且它本身也发射热红外辐射，有时甚至发射的辐射会超出吸收的部分。 总之，热红外辐射在大气中的传输，是一种漫射辐射在无散射但有吸收又有发射的介质中的传输。 （1）对于近红外与可见光波段，大气自身辐射可以忽略不计，大气路径辐射顶主要来源于大气对太阳辐射的多次散射。 （2）对于热红外波段，多次散射一般可以忽略不计，但大气和地表自身发射必须考虑。 6、几大定律：波尔兹曼定律、维恩位移定律、基尔霍夫定律、普朗克定律等（计算题：主 要写出步骤（即思路），不一定要算出结果）（参阅课本P10~P14） 基尔霍夫定律： 在给定温度下，对于给定波长，所有物体的比辐射率与吸收率的比值相同。在辐射平衡条件下，任何物体的单色辐射通量密度FλT与吸收系数AλT成正比关系，二者比值只是波长和温度的函数，与物体性质无关，比值大小等于Planck函数的通量密度形式：
大气辐射学课后答案
习题 1、由太阳常数S 0'=1367 W/m 2,请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐 5 儿 射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。 ①辐射出射度（P66）:辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变： -r s F s = 4 - d 0 S dpS g _ 2- 2 1.496 1011 m 1367Wm 8 2 6.96 10 m ：6.316 107Wm ， 2 -4：r s F s =4 3.1415926 6.96 108m 2 6.316 107Wm ， = 3.84 1026W 6 2 _2 二 r e 2S 0 3.1415926 6.37 10 m 1367Wm 26 ：」s 3.8445 10 W 答案：①6.3x107W/m 2；②3.7X1026W ;③4.5汇10」°,约占20亿分之一。 2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（ d 1=1.47 108km ）为3,在远日点 S 1 _ So 时（d 2=1.52 10 km ）为S2,求其相对变化值 一 2 是多大。 答案：6.5% S 1 同 1（ 1）： 「s F s = 4.53 10 40
=1—邑 S S 1 ‘一4二 d； 4nd； 彳1.472 =1 _ 2 1.522 1 —0.9353 70647 3、有一圆形云体，直径为2km，云体中心正在某地上空1km处。如果能把云底表面视为7C 的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。174W/m2 云体：余弦辐射体+立体角 根据： 2 二 F T LCOSB」 1 2。. 0./4 Lcos)sin 0 0 _ ■ L _ 2 又由绝对黑体有F T4f L 所以此云在该地表面上的辐照度为 1 _8 4 = 3^5.6696x10 汉（7+273）二仃4Wm， 4、设太阳表面为温度5800K的黑体，地球大气上界表面为300K的黑体，在日地平均距离d0=1.50 >108km时，求大气上界处波长’=10」m的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。 答案：0.286 Wm?im=31.2 Wm<^m^
地面辐射与大气辐射教案
地面辐射与大气辐射教案
《地面辐射与太阳辐射》教学备课 一、教学设计 1、课程标准：学生掌握太阳辐射、地面辐射、大气辐射和大气逆辐射基本概念和它们之间的作用原理以及大气的保温作用。学生能够运用大气保温作用解释生活中的现象。 2、教材分析：地面辐射与太阳辐射在教材中处于第二章自然环境中的物质运动和能量交换中第一节大气环境的第二大点，在这一节中属于重点部分。教材中在这一部分主要介绍了地面辐射、大气辐射、大气逆辐射及其三者之间的作用关系。 3、学情分析：学生在这次课程之前学习过大气的垂直分层、不同分层大气的特点以及大气对太阳的削弱作用，对于这次课的学习有一定的理论基础。 4、重难点分析：重难点在于太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射三者之间的相互作用关系及大气的保温作用。 5、教学方法：演示法、讲授法 6、教学过程设计： 教学环节教师活动学生活动设计意图 导入新课提出问题，为什么农民会使用 人造烟幕的办法使蔬菜免受 冻害？思考，回答吸引学生兴 趣，导入新的 学习内容 进入新课学生带着问题阅读课本阅读，思考培养学生自主 学习寻找解决 问题的能力 讲授新知请学生回答问题：地面辐射、 大气辐射和大气逆辐射的概 念；并分别进行进一步的阐 述。回答问题带动学生进入 本堂课的学习
第一节 大气环境 一、 对流层大气的受热过程 （二）、地面辐射与太阳辐射 8、教学效果预想：学生通过本堂课的学习掌握了地面辐射、大气辐射、大 气逆辐射的基本概念和它们之间的相互作用关系，理解了大气保温作用的基本原理以及能够运用大气保温的基本原理解释生活中相关的现象。 9、PPT 课件： 大气的保温作用： 1、 大气辐射吸 (少) 太阳辐射 大气辐射 （短波辐射） (大气逆辐射) 补偿 地面辐射 （长波辐射）
辐射探测实验2-实验报告
符合法测量放射源活度实验报告 班级： 姓名： 学号： 一. 实验目的 1、 学习符合测量的基本方法。 2、 学习用符合方法测定60Co 放射源的活度。 二. 实验内容 1、调整符合系统的参量，选定工作条件，观察各级输出信号波形及其时间关系。 2、测量符合装置的分辨时间。 3、用γβ-符合方法测量60Co 级联衰变的放射性活度。 三. 实验原理 符合技术是利用电子学方法在不同探测器的输出脉冲中把有时间关联的事件选择出来。选择同一时刻脉冲的符合称为瞬时符合。选择不同时的，但有一定时间联系的脉冲符合称为延迟符合。相反，排斥同一时刻或有时间关联脉冲的技术就是反符合或延迟反符合。符合法是研究相关事件的一种方法，在核物理与核技术应用的各领域中获得了广泛应用，如测量放射源的活度、研究核反应产物的角分布、激发态的寿命及角关联的测量、测量飞行粒子的能谱，研究宇宙射线和实现多参数测量等。γβ-符合实验装置图如图2－1。 图2-1 γβ-实验装置 脉冲线性定时延迟线性定时延迟符合光电光电塑料跟随器 跟随器 高压电源 发生器高压电源 放大器单道成形 定标器 放大器单道成形 定标器 定标器 电路 示波器 NIM 机箱低压电源 γ 探头 倍增管倍增管 β 探头 闪烁体 NaI 晶体
1、 符合分辨时间τ 探测器的输出脉冲总有一定的宽度，在选择同时事件的脉冲符合时，当从两个探测器输出的脉冲起始时间差别很小，以至于符合装置不能区分它们的时间差别时，就会被当作同时事件而记录下来，即符合装置有一定的时间分辨能力，符合装置所能够区分的最小时间间隔称为符合分辨时间，它的大小与输入脉冲的形状、持续时间、符合电路的性能都有关系。 分辨时间是符合装置的基本参量，它决定了符合装置研究不同事件间的时间关系时所能达到的精确度，对于大量的在时间上互不相关的独立事件来说，只要两个探测器的输出信号偶然地同时发生在τ时间间隔内，这时符合电路也将把它们作为同时事件而输出符合脉冲，但这个事件不是真符合事件，这种不具有相关性的事件之间的符合称为偶然符合。例如某个核在某时刻发生衰变，其β粒子被β探测器记录，但级联的γ没有被γ探测器记录到，然而此时恰好γ探测器记录了另外一个衰变核的γ射线，那么这两个来自于不同原子核衰变的β和γ射线在符合电路中产生的符合就是无时间关联事件的符合，即属于偶然符合。 假定不具有时间关联的两道脉冲均为理想的矩形脉冲，其宽度为τ，偶然符合的计数率和两个输入道的计数率分别为n rc 、n 1和n 2 ，则有 212n n n rc ??=τ 2 12n n n rc = τ （2-1） 显然，减少τ，能够减少偶然符合几率，但由于辐射进入探测器的时间与输出脉冲之间存在统计性的时间离散，当τ太小时，使得某些同时事件的脉冲因前沿离散而时距大于符合电路分辨时间的可能性增加，从而使得真符合丢失的几率增大。 2、 测量符合分辨时间的方法 1) 偶然符合方法测量分辨时间 通过测定偶然符合计数率rc n 和两道各自的计数率1n 和2n ，根据（2-1）式就可以得到符合分辨时间τ。其中两道的计数率应是时间上无关联的粒子在两个探测器中分别引起的计数率；符合道计数率rc n 应纯粹是偶然符合。但实际测量到的符合计数率中还包含有本底符合计数率 b n 。本底符合计数率是由宇宙射线和周围物体中天然放射性核素的级联衰变，以及散射等产生的符合计数所构成。所以实际测量到的符合计数率rc n '为：
遥感图像的辐射校正实验报告
遥感图像的辐射校正实验报告 1. 实验目的和内容 实验目的： （1）复习巩固课堂上所学的对遥感图像的辐射校正，掌握这些校正方法的基本原理和方法，理解遥感图像辐射校正的意义; （2）实际学习对遥感图像进行绝对大气校正、相对大气校正的FLAASH和黑暗像元法; 实验内容： （1）绝对大气校正 将遥感图像的DN值转换为地表反射率、地表辐射率、地表温度等的方法。本次实验通过FLAASH法进行绝对大气纠正。 （2）相对大气校正 校正后得到的图像，相同的DN值表示相同的地物反射率，其结果不考虑地物的实际反射率。本次实验通过黑暗像元法进行相对大气纠正。 2. 图像处理方法和流程 A.绝对大气校正 1、加载影像，打开ENVI，file>>open image file，打开L71120038_03820030128_MTL.txt
2、辐射定标 FLAASH模块需要输入的是经过辐射定标后的BIL/BIP文件，ENVI >> basic tools >>preprocessing > >calibration utilities >> Landsat calibration 3、格式转换 上述计算得到的存储方式为BSQ，FLAASH大气校正对于波段存储的要求
为BIL/BIP格式，ENVI >> basic tools>> convert data (BSQ ,BIL ,BIP) 4、FLAASH大气校正 （1）ENVI>>basic tools>>preprocessing>>calibration utilities>> FLAASH，选择需要校正的数据。选用第二种，设置Single scale factor：10。 （2）设置输入与输出文件 ①进入地理空间数据云，查询影像参数。点击数据资源—LANDSAT系列数据
手机辐射测量实验报告
手机辐射测量实验 课程名称：电磁兼容设计任课教师：实验教师： 班级：姓名： 同组同学： 一、实验目的 现代社会手机越来越普及，人们在享受方便快捷的同时，也在遭受手机信号产 生的电磁辐射的危害。打电话时手机离人脑很近，手机信号很容易被脑部组织吸收，产生一些难以预料的后果，因此用实验的方法了解手机辐射的大小分布；了解不同 制式、不同通话状态、不同使用条件下手机辐射大小的变化，对于我们正确防护至 关重要。 不同品牌的手机通信质量、信号强度总有差异，不同型号手机辐射强度大小、 不同网络之间的辐射差异以及不同距离的辐射强度大小究竟如何都是值得关心的问题。 二、实验设备 测量系统组成：（如右图） Agilent EMI接收机 E7405A 喇叭天线 3115 复合天线 3142 指针式电场测量仪 VUFM1670 电磁辐射分析仪NBM-550 各向同性电场探头EF0391 该系统可进行30M～18GHz频段的辐射发射测试。 手机信号的频段也在此范围内。 三、实验内容 1、测量手机的电磁辐射强度与距离的关系。测量距离分别取1.5 米、2 米和 2.5 米，测量时注意手机的位置保持不变，记录测量数据，比较其大小，分析原 因。 2、测量手机不同方位的辐射强度，测量取手机距复合天线1.5 米。取前面、 背面和侧面，手机放垂直方向。 3、测量手机不同状态的辐射强度变化，如待机、开机、关机、拨通瞬间和 正常通话几种状态，使用指针式电场测量仪，为减小测量误差可测三次取平均， 测量时尽量保持手机位置不变。尽量减少周围人员走动。 4、测量手机发短信、收短信时、浏览网页时的电场强度，记录测量数据。 5、测量使用手机耳机时辐射强度的变化，并解释“辐射强度变小”的原因， 用指针式电场测量仪测。 6、测量使用蓝牙时手机辐射的强度、信号弱与强时手机辐射强度的变化、不 同制式手机的辐射强度差异。 7、网络上流传在密闭空间打手机，如电梯间、小汽车内，信号强度会大几千倍，是真的吗？请设计实验验证。 四、实验数据及分析 1、测量手机的电磁辐射强度与距离的关系
遥感数据辐射校正
遥感数据辐射校正的原理及方法 遥感1班 彭睿20123225 摘要由于传感器响应特性和大气的吸收、散射以及其它随机因素影响，导致图像模糊失真，造成图像的分辨率和对比度相对下降，这些都需要通过辐射校正复原。辐射校正包括三部分的内容：传感器端的辐射校正，大气校正，地表辐射校正。 关键字辐射校正大气校正照度校正辐射传输过程ERDAS 引言近年来，随着航天技术、计算机技术、卫星定位技术和地理信息技术的发展，摄影测量与遥感已成为地球空间信息科学的基础技术，遥感图像在人类生活的诸多领域被广泛应用。然而，在遥感成像时，由于各种因素的影响，遥感图像会存在一定的辐射量失真现象，这些失真影响了图像的质量和应用，必须对其做消除或减弱处理，遥感图像辐射校正就是针对遥感图像的这一缺陷而发展起来的。在遥感影像辐射校正中，大气辐射校正是最重要的一部分，本文主要讨论大气辐射校正的方法和过程。 消除遥感图像数据中依附在辐亮度中的各种失真的过程称为辐射量校正（Radiometric Calibration),简称辐射校正。 1．辐射校正概述 辐射校正的目的： 尽可能消除因传感器自身条件、大气条件、太阳位置和角度条件及某些不可避免的噪声引起的传感器所得到的目标测量值与目标的光谱反射率或光谱辐亮度等物理量之间的差异，尽可能恢复遥感图像本来的面目，为遥感图像的分割、分类、解译等后续工作打下基础。 辐射误差来源 1.1 传感器端 1.1.1 光学摄影机引起的辐射误差 1.1.2 光电扫描仪引起的辐射误差 1.2 外部因素 1.2.1 大气 1.2.2太阳辐射 2．辐射校正包括三部分的内容： 2.1.传感器端的辐射校正 2.2.大气校正 2.3.地表辐射校正 3．辐射传输过程：如图-1
浅谈无人机影像相对辐射校正方法
浅谈无人机影像相对辐射校正方法 摘要:无人机航测遥感系统应用越来越广泛，本文探讨了利用相对辐射校正的方法来实施无人机影像的辐射校正，探究了不变目标法、黑暗像元法和直方图匹配法的原理。 关键词：相对辐射校正；不变目标法；黑暗像元法；直方图匹配法 1. 不变目标法 不变目标法（invariable-object methods）假定图像上存在具有较稳定反射辐射特性的像元，并且可确定这些像元的地理意义，那么就称这些像元为不变目标，这些不变目标在不同时相的遥感图像上的反射率将存在一种线性关系。当确定了不变目标以及它们在不同时相遥感图像中反射率的这种线性关系，就可以对遥感图像进行相对辐射校正。可以用线性等式来描述不同时相间的灰度关系，用x表示待校正图像，用y表示参考图像，它们之间的线性关系可描述为：y=ax+b。其中：a、b为线性等式中的参数，即为增益和偏移量。线性校正的关键是确定上式中的两个参数，而参数的确定又依赖于不变目标的选择。目前常用来做为不变目标的地物有，清澈且深的贫营养化的湖泊、茂密的老红松树林、平广的沥青屋顶、无杂质的沙砾覆盖区、混凝土的路面或大型停泊场、混凝土停机坪、砾石面、黑暗水体、明亮沙地、裸沙土壤等[13][14]。 真正意义上的不变目标法是在两时相影像中寻找同一地点没有发生地物类型变化且光谱性质稳定的地物样本点，利用其灰度值的线性相关关系进行校正。由上可见不变目标是满足这样四个条件的：①参考图像与待纠正图像时相不同；②不变目标是同一区域，即地理坐标应该相同；③不变目标的地物类型是一样的；④不变目标具有较稳定的反射辐射特性。由于各种条件的限制，我们无法总是获得满足上述四个条件的影像及地物，在要求不高时，我们做了这样的变通，把符合以下要求的像元做为不变目标：①两幅影像时相不同；②光谱性质较为稳定的同类地物，只要满足上述两个条件我们就可以将其算作不变目标。根据两时相影像中的不变目标的灰度值，利用现行回归的方法求得增益与偏移量的值，就可以对影像各波段灰度值做线性变换，完成相对辐射校正。 2. 黑暗像元法 黑暗像元法（dark-object methods）的基本原理就是在假定待校正的遥感图像上存在黑暗像元区域、地表朗伯面反射、大气性质均一，忽略大气多次散射辐照作用和邻近像元漫反射作用的前提下，反射率很小或辐射亮度很小的黑暗像元由于大气的影响，而使得这些像元的亮度值相对增加，可以认为这部分增加的亮度是由于大气程辐射的影响产生的。利用黑暗像元值计算出程辐射，并代入适当的大气校正模型，获得相应的参数后，通过计算就得到了地物真实的反射率
大气辐射学课后答案
习题 1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐 射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。 ①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变： ()() 2200200 2 211 2 2 8 72 441.4961013676.96106.31610s s s s s r F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===??= ?≈? ② ()22 8722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s s r F m Wm W π-Φ==?????=? ③ ()2 62 2 2610 3.1415926 6.371013673.844510 4.5310e s m Wm r S W π--???= Φ?=? 答案：①6.3?107W/m 2；②3.7?1026W ；③4.5?10-10, 约占20亿分之一。 2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47?108km ）为S 1，在远日点 时（d 2=1.52?108km ）为S2，求其相对变化值 1 2 1S S S -是多大。 答案：6.5% 同1（1）：
221122122 11 2 12222 4414141.471 1.5210.93530.0647 d S d S S S S S S d d ππππ=-=-=-=- ≈-= 3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。174W/m 2 云体：余弦辐射体+立体角 根据： 20 2/4 cos cos sin 2 T F L d L d d L π π πθθθθ?π=Ω == ??? 又由绝对黑体有4T F T L σπ== 所以此云在该地表面上的辐照度为 ()4 482 2 1 5.66961072732 174T E Wm σ--= =???+= 4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距 离d 0=1.50×108km 时，求大气上界处波长λ=10μm 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。 答案：0.286 Wm -2μm -1，31.2 Wm -2μm -1
原子核物理及核辐射探测学第一章-第三章习题参考答案
第一章 习题答案 1-1 当电子的速度为18105.2-?ms 时，它的动能和总能量各为多少？ 答：总能量 () MeV ....c v c m m c E e 924003521511012 2 22 =?? ? ??-= -= =； 动能 () MeV c v c m T e 413.0111 2 2=??? ? ? ?? ?? ?--= 1-2.将α粒子的速度加速至光速的0.95时，α粒子的质量为多少？ 答：α粒子的静止质量 ()()()u M m M m e 0026.44940 .9314,244,224,20=?+ =≈-= α粒子的质量 g u m m 232 2 010128.28186.1295.010026.41-?==-= -= βα 1-4 kg 1的水从C 00升高到C 0100，质量增加了多少？ 答：kg 1的水从C 00升高到C 0100需做功为 J t cm E 510184.41001184.4?=??=?=?。 () kg c E m 122 8 5 21065.4100.310184.4-?=??=?=? 1-5 已知：()();054325239;050786238239238u .U M u .U M ==
( )( ) u .U M ;u .U M 045582236043944235236 235 == 试计算U-239,U-236最后一个中子的结合能。 答：最后一个中子的结合能 ()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 774845126023992238922399222==?-+= ()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 54556007027023692235922369222==?-+= 也可用书中的质量剩余()A ,Z ?： ()()()()MeV ....,n ,,B n 806457250071830747239922389223992=-+=?-?+?=()()()()MeV ....,n ,,B n 545644242071891640236922359223692=-+=?-?+?= 其差别是由于数据的新旧和给出的精度不同而引起的。 1-6 求C 136和N 13 7核库仑能之差。 答：C 136和N 137核库仑能之差为 ()()?? ?????---?=?3 1011220211453A r Z Z Z Z e E C πε () ??? ? ???????-????? =---311512 2 19 131051566710858410602153...π MeV .J .935210696413=?=- 1-8利用结合能半经验公式，计算U U 239236,最后一个中子的结合能，并与1－5式的结果进行比较。 答：()P sym C S V B A Z A a A Z a A a A a A Z B +?? ? ??----=--12 3 123 22, 最后一个中子的结合能 ()()()[]2,1,,c A Z M m A Z M A Z S n n -+-= ()()()()[]()()A Z B A Z B c m Z A ZM m m Z A ZM n n n ,1.1,111,12+--?---+--+= ()()1,,--=A Z B A Z B
(无水印)题库-大气辐射学复习题
84． 晴朗天空呈蓝色的原因(多选)? 【答案】：AD A. 主要是分子散射 B. 主要是粗粒散射 C. 散射能力与波长四次方成正比 D. 散射能力与波长四次方成反比 85．地面辐射差额的定义是（）。【答案】：D A．地面吸收的太阳直接辐射与地面长波出射度之差； B．地面吸收的长波辐射与地面有效辐射之差； C．地面吸收的太阳总辐射与地面长波出射度之差； D．地面吸收的太阳总辐射与地面有效辐射之差。 86．下列哪一种说法不正确：（）【答案】：C A.物体温度越高，辐射能力越强； B.物体在热辐射平衡条件下，吸收多少辐射，放出多少辐射； C.黑体的辐出度与波长的四次方成正比，与其它因素无关； D.黑体最大放射能力所对应的波长与其绝对温度成反比。 87.大气具有保温效应的原因是【答案】：C A．大气容易吸收太阳短波辐射 B．大气容易发射短波辐射 C．大气对长波辐射吸收多，对短波辐射透明度高 D．大气中水汽含量多 88.下列哪一条不是晴空呈兰色的原因： A.到达人眼的可见光，既非波长太长的光，又非波长太短的光； B.到达人眼的光是不同波长的混合散射光； C.到达人眼的光是不同波长的混合折射光； D.人眼感觉敏锐的色光偏向于绿色【答案】：C 89.温度为T的灰体球，对长波辐射吸收率为Aλ，对短波辐射发射率为ελ，下列关系正确的是（） A.Aλ=ελ<1 B.Aλ〈ελ<1 C.Aλ〉ελ>1 D.Aλ=ελ=1 【答案】：A 90.一年中南京大气上界太阳辐射日总量最大的是（） A.春分日 B.夏至日 C.秋分日 D.冬至日【答案】：B 91.关于长波辐射在大气中传输不同于太阳辐射的特征，下列哪一条不正确（） A.不计散射削弱作用 B.可以不考虑大气本身发射的长波辐射 C.具有漫射性质 D.必须考虑大气本身发射的长波辐射【答案】：B 92．分子散射的特点是：（） A．与波长无关，前向散射大；B．与波长成正比，后向散射大； C．与波长四次方成反比，前向后向散射相同； D.与波长四次方成正比，前向后向散射相同。【答案】：C 93．一年中上海正午太阳高度角最小的是（） A.3月22日 B. 6月21日 C. 9月22日 D.12月22日【答案】：D 94．到达地面的短波辐射主要由以下几部分组成（可多选）（） A．大气逆辐射B．太阳直接辐射C．地面有效辐射D．天空散射辐射【答案】：BD 95．到达地面的太阳辐射主要影响因素有（可多选）（） A．太阳常数B．太阳高度角C．大气透明系数D．天空散射辐射【答案】：BC 96．到达地面的辐射主要由以下几部分组成（可多选）（） A．大气逆辐射B．太阳直接辐射C．地面有效辐射D．天空散射辐射【答案】：ABD 97．由于辐射的作用，多年平均来说，大气是净得到能量还是净失去能量（） A．通过吸收地面长波辐射净得到能量B．通过太阳直接辐射净得到能量
遥感卫星影像辐射校正方法
北京揽宇方圆信息技术有限公司 遥感卫星影像辐射校正方法 影像辐射校正原理 辐射校正是指对由于外界因素，数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正，消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程。 利用传感器观测目标的反射或辐射能量时，所得到的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量之间的差值叫做辐射误差。辐射误差造成了遥感图像的失真，影响遥感图像的判读和解译，因此，必须进行消除或减弱。需要指出的是，导致遥感图像辐射量失真的因素很多，除了由遥感器灵敏度特性引起的畸变之外，还有视场角、太阳角、地形起伏以及大气吸收、散射等的强烈影响。 遥感图像辐射校正主要包括三个方面：（1）传感器的灵敏度特性引起的辐射误差，如光学镜头的非均匀性引起的边缘减光现象、光电变换系统的灵敏度特性引起的辐射畸变等；（2）光照条件差异引起的辐射误差，如太阳高度角的不同引起的辐射畸变校正、地面倾斜、起伏引起的辐射畸变校正等；（3）大气散射和吸收引起的辐射误差改正。 辐射校正的目的主要包括：1、尽可能消除因传感器自身条件、薄雾等大气条件、太阳位置和角度条件及某些不可避免的噪声等引起的传感器的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量之间的差异；2、尽可能恢复图像的本来面目，为遥感图像的识别、分类、解译等后续工作奠定基础。 辐射校正分为辐射定标和大气校正两部分。
辐射定标是用户需要计算地物的光谱反射率或光谱辐射亮度时，或者需要对不同时间、不同传感器获取的图像进行比较时，都必须将图像的亮度灰度值转换为绝对的辐射亮度，这个过程就是辐射定标。 大气校正是指传感器最终测得的地面目标的总辐射亮度并不是地表真实反射率的反映，其中包含了由大气吸收，尤其是散射作用造成的辐射量误差。大气校正就是消除这些由大气影响所造成的辐射误差，反演地物真实的表面反射率的过程。 辐射校正流程图 影像辐射校正方法 辐射定标主要分为两种类型：统计型和物理型。统计型是基于陆地表面变量和遥感数据的相关关系，优点在于容易建立并且可以有效地概括从局部区域获取的数据，例如经验线性定标法，内部平场域法等，另一方面，物理模型遵循遥感系统的物理规律，它们也可以建立因果关系。如果初始的模型不好，通过加入新的知识和信息就可以知道应该在哪部分改进模型。但是建立和学习这些物理模型的过程漫长而曲折。模型是对现实的抽象；所以一个逼真的模型可能非常复杂，包含大量的变量。例如6s模型，Mortran等。 用于大气辐射传输校正的模型主要有5S模型、6S模型、LOWTRAN模型、MODTRAN模型、ACORN模型、FLAASH模型和ATCOR模型。 1、ACORN模型 一种基于图像自身的大气校正软件，可以实现图像辐射值到表观地表反射率的转换，其工作波长范围是350-2500nm。在目前的大气校正程序一般都把地表假定为水平朗伯体,这主要是因为我们一般很难获取地表的充足信息以完成地形校正,因此大气校正的结果称
遥感影像相对辐射校正实验
相对辐射校正 打开待进行校正的同一地区的两个时相的影像.本实验以突泉县为例 1.打开两幅影像,观察是否数据无误(包括波段顺序是否正确,影像有无较大偏 移). 2.观察两幅影像的目视效果,或者通过ENVI菜单Basic Tools中的statistics的 compute statistics来获取两幅影像的像元DN值分布.将两幅中DN值差异大,或者更接近真实值的作为主影像;将DN值差异小,或者偏离真实值的影像作为从影像,来进行校正. 注意:一定记清楚哪幅为主影像,哪幅为从影像.(突泉县主影像为2007年影像,从影像为2010年影像) 3.获取两时相影像的pif点. Pif点即伪不变特征点,通常选取影像中的深水面,无植被覆盖的沙地,面积较大的建设用地等.PIF点选取应当广泛一些. 首先将两幅影像Link起来.利用ENVI的ROI在主影像上选取pif点.选取的时候每个PIF点应当面积小,准确.在主影像选取时,应当link着从影像,以便观察选取的PIF点是否发生变化.如果发生变化,应当弃选. 选好之后,将ROI存储为ASCII.存储的时候提示以哪幅影像为基准,那么通过两次操作选取不同基准的影像,就得到了两幅影像的PIF点数据.(请将生成的数
据命名时添加县名和年份等必要信息) 4.获得相对辐射校正系数. 这一步利用最小二乘法处理数据.将获得的数据. 创建一个EXCEL空表格.为了方便查找,最好现在就把它重命名一下(我将我的表格命名为”突泉数据”).打开表格.将主影像生成的txt也打开,将里面的从”;ID” 开始的文本拷贝到表格中.注意粘贴后,下方的粘贴选项.选择”使用文本导入向导”,持续”下一步”,最后”完成”.这时,每个数据元分别放在了单独的表格空格中. 将不必要的数据删除,只留下必要的ID和6个波段即可,下图所示.(这其中有必要自己稍微调整一下表头部分,但并不麻烦,此处不赘述.)
大气辐射传输理论 第一章
大气辐射传输理论 引言 学科定义： 1、大气辐射学研究辐射能在地球-大气系统内传输和转换的规律及其应用，属大气物理学的一个分支。大气辐射学是天气学、气候学、动力气象学、应用气象学、大气化学和大气遥感等学科的理论基础之一。 2、地球－大气系统的辐射差额是天气变化和气候形成及其演变的基本因素，可以说辐射过程与动力过程的作用共同决定了地球的气候环境。 学习、研究的意义 辐射是地气系统与宇宙空间能量交换的唯一方式 数值天气预报中需要定量化考察大气辐射过程 辐射传输规律是大气遥感的理论基础 气候问题——辐射强迫 近年来人类活动造成的地球大气气候变迁成为大气科学研究热点，其原因也在于人类活动所排放的某些物质会改变地球大气中的辐射过程所致。 大气辐射学主要研究内容： 一、地-气系统辐射传输的基本物理过程和规律，包括 1、太阳的辐射(97%E在0.3～3μm波段内，λ m=0.5μm附近)； 2、地-气系统辐射(绝大部分E在4～80μm波段内，λ m=10μm附近)； 3、不同地表状态云、气溶胶、水汽、臭氧、二氧化碳等对辐射传输的影响。 二、大气辐射学还要研究辐射传输方程的求解。 辐射传输方程：是描述辐射传播通过介质时与介质发生相互作用(吸收、散射、发射等)而使辐射能按一定规律传输的方程，在地球大气条件下，求解非常复杂，只能在一些假定下求得解析解，因此辐射传输方程的求解，一直是大气辐射学研究的重要内容。 三、另外，对辐射与天气、气候关系的研究也是大气辐射学的重要内容，它是从地-气系统辐射收支的角度，来研究天气和气候的形成以及气候变迁问题的。 相关内容： 许多复杂的物理动力气候学问题中，涉及到海洋、极冰、陆地表面的辐射和热状况，大气中的云、气溶胶、二氧化碳等因子在辐射过程中对气候所造成的影响，以及这些过程和大气辐射过程之间复杂的相互作用和反馈关系。 第一章用于大气辐射的基本知识 第一节辐射的基本概念 太阳辐射和地球大气辐射虽具有不同的特性，其本质是相同的，它们都是电磁辐射。电磁辐射是以波动和粒子形式表现出的一种能量传送形式。 1.1.1电磁波及其特性 一、波：波是振动在空间的传播。有横波和纵波的形式之分。 二、机械波：机械振动在媒质中的传播，如声波、水波和地震波。 三、电磁波（ElectroMagnetic Spectrum）：变化电场和变化磁场在空间的传播。 四、电磁辐射: 电磁能量的传递过程（包括辐射、吸收、反射和投射）称为电磁辐射。 五、电磁波的特性： 1、电磁波是横波 2、在真空中以光速传播 3、电磁波具有波粒二相性： 波动性：表现在电磁辐射以波动方式在大气中传播，并发生反射、折射、衍射和偏振等效应。也就是说电
辐射探测学 复习要点
辐射探测学复习要点 第一章辐射与物质的相互作用（含中子探测一章） 1.什么是射线 由各种放射性核素发射出的、具有特定能量的粒子或光子束流。 2.射线与物质作用的分类有哪些 重带电粒子、快电子、电磁辐射（γ射线与X射线）、中子与物质的相互作用 3.电离损失、辐射损失、能量损失率、能量歧离、射程与射程歧离、阻止时 间、反散射、正电子湮没、光子与物质的三种作用 电离损失：对重带电粒子，辐射能量损失率相比小的多，因此重带电粒子的能量损失率就约等于其电离能量损失率。 辐射损失：快电子除电离损失外，辐射损失不可忽略；辐射损失率与带电粒子静止质量m 的平方成反比。所以仅对电子才重点考虑 辐射能量损失率：单位路径上，由于轫致辐射而损失的能量。 ￥ 能量损失率：指单位路径上引起的能量损失，又称为比能损失或阻止本领。按能量损失作用的不同，能量损失率可分为“电离能量损失率”和“辐射能量损失率” 能量歧离(Energy Straggling)：单能粒子穿过一定厚度的物质后，将不再是单能的（对一组粒子而言），而发生了能量的离散。 电子的射程比路程小得多。 射程：带电粒子在物质中不断的损失能量，待能量耗尽就停留在物质中，它沿初始运动方向所行径的最大距离称作射程，R。实际轨迹叫做路程P。 射程歧离(Range Straggling)：由于带电粒子与物质相互作用是一个随机过程，因而与能量歧离一样，单能粒子的射程也是涨落的，这叫做能量歧离。 能量的损失过程是随机的。 阻止时间：将带电粒子阻止在吸收体内所需要的时间可由射程与平均速度来估算。与射程成正比，与平均速度成反比。 反散射：由于电子质量小，散射的角度可以很大，多次散射，最后偏离原来的运动方向，电子沿其入射方向发生大角度偏转，称为反散射。 正电子湮没放出光子的过程称为湮没辐射 光子与物质的三种作用：光电效应（吸收）、康普顿效应（散射）、电子对效应（产生） · 电离损失、辐射损失：P138 4.中子与物质的相互作用，中子探测的特点、基本方法和基本原理 中子本身不带电，主要是与原子核发生作用，与射线一样，在物质中也不能直接引起电离，主要靠和原子核反应中产生的次级电离粒子而使物质电离。 390 5.Bethe公式应用 对各种带电粒子是有效的，条件是这些粒子的速度保持大于物质原子中电子的轨道运动速度。 重离子治癌，质子刀，“大部分的能量沉积在病灶” Bethe公式是描写电离能量损失率Sion与带电粒子速度v、电荷Z等关系的经典公式。
核辐射测量方法实验报告
实验二 γ射线的吸收 一、实验目的： 1、了解γ射线在物质中的吸收规律； 2、测量γ射线在不同介质中的吸收系数。 二、实验器材： 1、KZG03C 辐射检测仪一台； 2、Cs137点放射源一个； 3、铅准直器一个； 4、40×40×dcm3的水泥、铝、铁、铜、铅吸收屏若干块（附屏支架）； 5、手套、长钳夹子、尺子、绳子各一套。 三、实验原理： 天然γ射线与物质相互作用的三种主要形式：光电效应、康普顿散射和形成电子对效应。由于三种效应的结果，γ射线通过物质时发生衰 减（吸收），其总衰减系数应为三者之和： 实验证明，γ射线在介质中的衰减服从指数规律： d e I I μ-=0， m m d e I I μ-=0 μ=(- Ln(I/I O ))/d ， μm =(- Ln(I/I O ))/d m 式中：I 为射线经过某一介质厚度的仪器净读数（减去本底）； I 0为起始射线未经过介质的仪器净读数（减去本底）； d 为介质厚度，单位为cm; d m 为介质面密度，单位为g/cm 2 ； μ 为γ射线经过介质的线吸收系数，单位为cm -1； κστμ++=
μm 为γ射线经过介质的质量吸收系数，单位为g/cm 2 ； 半吸收厚度：为使射线强度减少一半时物质的厚度，即 021I I = 时，μ2ln 2 1= d 或 2 12 ln d =μ 四、实验内容： 1. 选择良好的测量条件（窄束），测量 Cs 137源的γ射线在同一组吸收屏（水泥、铝、铁、铜、铅）中的吸收曲线，并由半厚度定出吸收系数； 2. 用最小二乘拟合的方法计算出吸收系数与1中的结果进行比较； 3. 测量不同散射介质时（同一角度，同一厚度）γ射线的强度。 五、实验步骤： 1. 吸收实验 1) 调整装置，使放射源、准直孔、探测器的中心在一条直线上； 2) 测量本底I 0’； 3) 将源放入准直器中，测量无吸收屏时γ射线强度I 0”； 4) 逐渐增加吸收屏，并按相对误差在N ±δ的要求测出对应厚度计数I d ’，每个点测三次取平均植； 5) 更换一种吸收屏，重复步骤4，测量时注意测量条件不变。 吸收实验装置原理图： 六、数据分析与处理：
大气程辐射遥感影像与大气环境质量研究
大气程辐射遥感影像与大气环境质量研究 【摘要】：作为对地探测的遥感技术所获取的遥感数据包含地面和大气信息,并且主要是地面信息。如何将遥感数字图像中弱的大气信息与强的地面目标信息分离,这一问题制约着大气遥感和大气环境质量研究与监测定量化水平的进一步发展。为解决这一问题,国内外遥感专家付出了不懈的努力,取得了一些进展。但是迄今为止,所有这些方法基本上无一例外的都是条件苛刻的近似解,尚未从根本解决。李先华教授在长期从事相关研究的基础上,提出利用地面反射率进行大气程辐射逐点反演计算,生成大气程辐射遥感数字图像的解决方案,并完成其原理方法研究。本文正是根据这一原理方法,在生成地面反射率图的基础上,实现了大气程辐射遥感影像的计算机生成,并分别以ETM+和MODIS数据为例,分析了上海市大气环境质量的时空格局特征及其影响因素,最后以大气污染地面观测数据(PM10浓度)为基准,对大气环境质量进行了评价。根据大气程辐射反演的原理,获取准确的地面反射率是问题的关键,这也是本论文的核心。地面反射率与行星反射率之间存在复杂的非线性关系,利用模糊神经网络来模拟这种非线性关系。选择实测典型地物中反射率随时间变化较小的地物类型,以其反射率值作为网络的学习样本,对网络进行训练,然后将行星反射率、6S大气校正后的反射率以及按光谱特征分类数据输入到训练后的网络进行模拟,仿真输出地面反射率。以上是ETM+地面反射率生成方法.对于MODIS的地面反射率计算则主要是依赖于6S的反射率
校正结果,是对连续的校正结果进行曲线拟合,获得每个像元对应的大气状况最好条件下的反射率校正值,生成MODIS地面反射率图。大气程辐射遥感影像表征了大气质量状况,根据上述原理和方法,生成了上海市ETM+和MODIS的大气程辐射遥感影像。由于二者分别具有较高的空间和时间分辨率,因此分别用来反映上海市大气污染状况的空间格局和时间变化特征。结果显示,城市和农村的大气环境质量对比还是比较鲜明。但是在城市内部大气环境质量的空间变化程度要远远高于农村内部的变化,这与城市内部复杂的下垫面性质和人类活动息息相关。就时间变化来看,最主要的特征是,变化比较剧烈,受风向、风速和外来污染源影响较大。进一步对这种时空格局的影响因素分析揭示,城市下垫面性质是最主要的影响因子之一,城市内部的绿地公园、大型水面对大气污染具有显著改善作用;而工业生产的影响则具有显著的差异,老工业区,以重工业、化学工业等为主的工业区对大气污染具有很大贡献,而以电子等新兴高科技工业为主的工业区则对大气污染几乎没有影响;人口密度与大气污染程度关系比较复杂。对不同时间上海市大气环境质量进行评价,结果揭示上海市总体上大气环境质量较好,但由于自然因素和人为因素的影响,时间差异较大。由此可见,利用完全不含地面信息、表征大气环境质量的大气程辐射遥感影像进行大气环境质量分析,更能科学、定量地探测出传统研究方法所不能揭示的空间和时间上的细节特征,研究结果准确,并有很高的推广和应用价值。【关键词】：大气程辐射地面反射率遥感数字图像解析空间分析评价