遥感导论期末考试复习重点
遥感导论复习重点

遥感导论复习重点第一章遥感概述§1-1遥感的基本概念及其特点一、遥感概念遥感(RemoteSening)是20世纪60年代发展起来对地观测综合性技术。
有广义和狭义之分。
1、广义遥感:泛指一切无接触的远距离探测(对电磁场、力场、机械波等)2、狭义遥感:即是应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析揭示出物体的特征性质及其变化的综合测控技术。
遥测:对目标的某些运动参数和性质进行远距离册测量的技术。
分接触和非接触测量。
遥控:远距离控制目标的运动状态和过程的技术。
二、遥感的特点1.大面积同步观测:探测范围大,具有综合、宏观的特点,受地面条件限制少。
2.时效性:获取信息速度快,更新周期短,具有动态监测特点。
3.数据综合性先进性:信息量大,具有手段多,技术先进的特点。
4.经济性:用途广,效益高的特点。
5.局限性:利用的电磁波段有限。
§1-2遥感过程及系统一、遥感过程的实现光谱特性:一切物体固有的对电磁波反射、透射、吸收的能力。
由于环境不同,物体的反射、辐射电磁波是不同的。
数据获取→数据处理分析→数据应用遥感是一个接收、传送、处理和分析遥感信息,并最后识别目标的复杂技术过程。
二、遥感的技术系统依据遥感过程遥感系统分为:1.信息源2.信息的获取和接收传感器遥感平台地面站:是为了接收和记录遥感平台传送来得图像胶片或数字磁带数据而建立的。
由地面数据接收和记录系统(TRRS)和图像数据处理系统(IDPS)两部分组成。
3.信息的处理4.信息的应用-1-§1-3遥感的类型遥感的分类方法多种多样,主要有以下几种分类方法:1.按照遥感平台分:地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感2.按照传感器的探测波段分:紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感 3.按工作方式分:主动遥感、被动遥感;成像遥感、非成像遥感4.按信息获取方式分:5.按照波段宽度及波谱的连续性分:6.按应用领域分:较多§1-4遥感的发展简史一、遥感发展概况(一)遥感的萌芽及其初期发展时期(二)现代遥感发展时期从以下四个阶段了解遥感发展过程无记录的地面遥感阶段(1608-1838)有记录的地面遥感阶段(1839-1857)空中摄影遥感阶段(1858-1956)航天遥感阶段(1957-)二、我国遥感发展概况及其特点三、当前遥感发展主要特点与展望新一代传感器的研制,获得分辨率更高,质量更好的图象和数据;遥感应用不断深化;地理信息系统的发展与支持是遥感发展的又一新动向;复习题1.试述遥感的探测系统及其实现过程。
遥感导论复习资料(全)

填空1.微波是指波长在1mm-1m之间的电磁波。
2.就遥感而言,被动遥感主要利用可见光、红外等稳定辐射,使太阳活动对遥感的影响减至最小。
3.1999年,我国第一颗地球资源遥感卫星(中巴地球资源卫星)在太原发射成功。
ndsat和SPOT的传感器都是光电成像型,具体是光机扫描仪、CCD阵列。
5.SPOT1、2、3卫星上有HRV高分辨率可见光扫描仪,可以用作两种观测垂直观测、倾斜观测也是SPOT卫星的优势所在。
6.美国高分民用卫星有IKONOS、QUICK BIRD。
7.灰度重采样的方法有:最邻近法、双线性内插法、三次卷积内插法。
8.四种分辨率来衡量传感器的性能:空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率9.数字图像增强的主要方法有:对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换。
10.常用的彩色变换方法有:单波段彩色变换、多波段彩色变换、HLS变换。
11.遥感系统包括五种:目标物的电磁波特性、信息的获取、信息的传输、信息的处理、信息的运用。
12.遥感传感器的探测波段分为:紫外遥感、可见光波段、红外遥感、微波遥感、多波段遥感。
13.常用的锐化方法有:罗伯特梯度、索伯尔梯度、拉普拉斯算法、定向检测。
14.目标地物识别特征包括:色调、颜色、阴影、形状、大小、纹理、图形、位置、拓扑结构。
15.地物的空间关系主要表现为:方位、包含、相邻、相交、相贯。
16.地质遥感包括:岩性识别、地质构造的识别、构造运动的分析。
17.试举三个陆地卫星:Landsat、SPOT、CBERS。
18.遥感影像变形的原因有:遥感平台位置和运动状态变化的影响、地形起伏的影响、地球曲率的影响、地球自转的影响、大气折射。
19.平滑是为了达到什么目的:去除噪声。
20.热红外影像的阴影是:目标地物与背景之间辐射差异造成的。
21.遥感扫描影像的特征有:综合概括性强、信息量大、动态观测。
22.微波影像的阴影是:与目标地物之间存在障碍物阻挡了雷达波的传播。
遥感导论期末复习资料

《遥感导论》期末复习资料一.名词解释1.遥感:广义的遥感泛指一切无接触的远距离探测,包括对电磁场、力场、机械波等的探测;狭义的遥感是指应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。
2.电磁波谱:按电磁波在真空中传播的波长或频率,递增或递减排列,则构成了电磁波谱。
3.辐照度:即被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量。
4.辐射亮度:辐射源在某一方向的单位投影面积在单位立体角内的辐射通量,称为辐射亮度。
5.朗伯源:辐射亮度与观测角无关的辐射源,称为朗伯源。
6.反照率:是把太阳光作为入射光时的反射率。
7.地物反射波谱:地物的反射波谱指地物反射率随波长的变化规律。
8.反差:指胶片的明亮部分与阴暗部分的密度差。
9.反差系数:是指拍摄后负片影像与景物亮度差之比,即特征曲线上的斜率。
10.扫描成像:扫描成像是依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行的逐点、逐行取样,以得到目标地物电磁辐射特性信息,形成一定谱段的图像。
11.标准假彩色合成:绿波段赋蓝,红波段赋绿,红外波段赋红时,这一合成方案被称为标准假彩色合成。
12.植被指数:比值运算常用于突出遥感影像中的植被特征、提取植被类别或估算植被生物量。
这样算法的结果称为植被指数。
13.目视解译:又称目视判读,或目视判译,它指专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。
14、光谱模式识别:是指根据这种像元到像元的光谱信息来自自动划分土地覆盖类型的分类过程的总称。
二.知识要点1.遥感系统的组成:被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分。
2.遥感的优缺点⑴大面积的同步观测⑵时效性⑶数据的综合性和可比性⑷经济性⑸局限性3.大气窗口的组成通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的,透过率较高的波段称为大气窗口。
大气窗口的光谱段主要有:0.3~1.3um,即紫外、可见光、近红外波段。
遥感导论复习整理(期末考试)

遥感概论复习整理第一章绪论1.遥感概念狭义遥感:应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术2.遥感技术系统组成信息源、信息的获取、信息的记录和传输、信息的处理、信息的应用。
3.信息源,传感器概念信息源:任何地物都可以发射、反射和吸收电磁波信号,都是遥感信息源;目标物与电磁波发生相互作用,会形成目标物的电磁波特性,这为遥感探测提供了获取信息的依据。
传感器:接收、记录地物电磁波特征的仪器,主要有:扫描仪、雷达、摄影机、光谱辐射计等4.遥感类型(区分不同波段属于那种类型)按遥感平台分类:航天、航空、地面遥感按工作波段分类:紫外遥感:收集和记录目标物在紫外波段辐射能量可见光遥感:收集和记录目标物反射的可见光辐射能量,传感器有:摄影机、扫描仪、摄像仪等红外遥感μm):收集与记录目标物反射与发射的红外能量,传感器有:摄影机、扫描仪等微波遥感(1mm-1m):收集和记录在微波波段的反射能量,传感器有:扫描仪、微波辐射计、雷达、高度计等按传感器工作原理分类:被动遥感:传感器不向目标发射电磁波,仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量主动遥感:传感器主动发射一定电磁波能量,并接收目标的后向散射信号按资料获取方式分类:成像遥感:传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成(数字或模拟)图像非成像遥感:传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像波段宽度与波谱的连续性分类:按应用领域分类:土地遥感(Domanial)环境遥感(Environmental)大气遥感(Atmospheric)海洋遥感(Oceanographic)农业遥感(Agricultural)林业遥感(Forestry)水利遥感(Hydrographic)地质遥感(Geological )5.遥感特点(一帧遥感图像代表地面多大位置)宏观性动态性技术手段多,信息海量应用领域广泛,经济效益高100nmile x 100nmile(185km x 185km)=34225km26.气象卫星有哪些1957年10月4日,前苏联成功发射了人类第一颗人造地球卫星1960年,美国发射了TIROS-1和NOAA-1太阳同步卫星1972年,美国发射ERTS-1(后改名为Landsat-1),装有MSS传感器,分辨率79米1982年,Landsat-4发射,装有TM传感器,分辨率提高到30米1986年,法国发射SPOT-1,装有PAN和XS传感器,分辨率提高到10米1988年9月7日,中国发射第一颗“风云1号”气象卫星1999年,美国发射IKNOS,空间分辨率提高到1米1999年,美国发射QUICKBIRD-2,空间分辨率提高到0.6米7.遥感发展历史无记录的地面遥感阶段(1608-1838)有记录的地面遥感阶段(1838-1857)空中摄影遥感阶段(1858-1956)航天遥感阶段(1957-)8.对遥感进行处理的软件PCI ERDAS ENVI ER-MAPPER9.SAR是什么是合成孔径雷达Synthetic Aperture Radar 的缩写10.遥感发展现状高分遥感发展迅速,多种传感器并存遥感从定性到定量分析遥感信息提取逐步自动化遥感商业化第二章电磁辐射与地物光谱特征1什么是电磁波谱(应用较多的波段)按照电磁波在真空中传播的波长或频率,递增或递减排列,形成的一个连续谱带。
《遥感导论》考试重点【复习版】

第一章绪论第一节遥感概述一、遥感的概念及特点1、概念2、特点①感测范围大②信息量大③获取信息快④其他特点:用途广、效益高、全天候、全方位、资料性二、遥感的分类1、根据遥感平台的高度和类型分类①地面遥感:1.5~300m,车、船、塔,主要用于究地物光谱特征②航空遥感:9~50km,飞机、气球,较微观地面资源调查③航天遥感:100~36000km,卫星、飞船、火箭、天飞机、空间站2、根据传感器的工作方式分类①主动遥感:雷达②被动遥感:被动接受地物反射、发射的电磁波:摄影机、扫描仪3、根据遥感信息的记录方式分类①成像遥感:以图象方式记录:航空性片、卫星图象②非成像遥感:图形、电子数据:数字磁带、光盘4、根据遥感使用的探测波段分类①紫外遥遥:0.3~0.4μm②可见光遥感:0.4~0.76μm③红外遥感:0.76~14μm④微波遥感:1000μm ~30cm⑤多波段遥感:0.5-0.6,0.6-0.7,0.7-0.8,0.8-0.95、根据遥感的应用领域分类:气象、海洋、地质、军事三、遥感过程及其技术系统1、遥感实验:前期工作,主要获得地物的光谱特性。
2、遥感信息的获取:中心工作。
传感器3、遥感信息的接受和处理:利用各种技术手段4、遥感信息的应用:最终目的。
遥感信息的认识(判读、解译)第二节遥感的发展与应用一、遥感的发展1、国外遥感的发展概况“遥感”:①无记录的地面遥感阶段(1608-1838)望远镜的产生:②有记录的地面遥感阶段(1839-1857)摄影技术的发明:③空中摄影的遥感阶段(1858-1956)系留气球、飞机、彩色摄影技术产生④航天遥感阶段(1957-)人造地球卫星产生、计算机技术的应用、GIS⑤遥感的发展趋势:platform:气球-飞机-卫星-飞船-航天飞机-空间站传感器:分辨率变高、稳定性变好、手段变多遥感信息的接收和处理:自动解译、自动分类遥感的应用:广、深入2、我国遥感的发展概况起步晚、发展快①20世纪60年代末设立遥感学科②20世纪70年代,航空测量应用③20世纪70年代末,引进美国卫星技术和卫星资料、设备仪器,促进我国遥感技术与国际领先水平接近。
遥感导论总复习 必备

《遥感导论》总复习第一章绪论1、遥感广义理解,泛指一切无接触的远距离探测,包括对电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等的探测。
实际工作中,重力、磁力、声波、地震波等的探测被划为物探(物理探测)的范畴。
因而,只有电磁波探测属于遥感的范畴。
狭义的遥感:遥感是应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的科学及综合性探测技术。
2、遥感技术系统遥感系统包括:被测目标的信息特征(信息源)、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分3、遥感平台转载传感器的平台4、主动遥感传感器从遥感平台主动发射出能源,然后接收目标反射或辐射回来的电磁波。
5、被动遥感传感器不向目标发射电磁波,仅接收目标地物反射及辐射外部能源的电磁波。
如对太阳辐射的反射和地球辐射。
·问答题6、作为对地观测系统,遥感与常规手段相比有什么特点?一、宏观观测,大范围获取数据资料,不受地形阻隔二、时效性(动态监测),快速更新监控范围数据三、技术手段多样,可获取海量数据,数据的综合性和可比性四、应用领域广泛,经济效益高五、局限性穿透性有限第二章电磁辐射与地物光谱特征7、电磁辐射电磁波是电磁振动的传播。
当电磁振荡进入空间时,变化的磁场激发了变化的电场,使电磁振荡在空间传播,形成电磁波,也称电磁辐射.8、电磁波的性质一、电磁波是横波,质点的震动方向与波的传播方向垂直.二、电磁波的性质与光波相同,在真空中传播速度c为3*108m/s满足:c=f*, f三、具有波粒二象性9、电磁波谱按照电磁波在真空中传播的波长或频率排列形成的一个连续谱带10、电磁波遇到介质(气体、液体、固体),发生一系列现象:反射:镜面反射、漫反射折射:射入介质,折射角一般不等于入射角吸收:部分被介质吸收透射:从入射延伸方向射出介质散射:辐射传播中,若遇到小粒子,会向四面八方散去,电磁波强度和方向发生各种变化,即散射。
遥感导论期末考试知识点总结

遥感导论期末考试知识点总结第⼀章1、遥感的概念:是从远处探测感知物体,也就是不直接接触物体,从远处通过探测仪器接收来⾃⽬标地物的电磁波信息,经过对信息的处理,判别出⽬标地物的属性的综合性技术。
2、遥感系统包括:被测⽬标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理、信息的应⽤3、遥感的分类⽅法(1)按遥感平台分:地⾯遥感:传感器设置在地⾯平台上航空遥感:传感器设置在航空器上航天遥感:传感器设置在环地球的航空器上航宇遥感:传感器设置在星际飞船上(2)按传感器的探测波段分:紫外遥感:探测波段在0.05-0.38可见光遥感:探测波段在0.38-0.76红外遥感:探测波段在0.76-1000(近红外&远红外)微波遥感:探测波段在1mm-1m之间多波段遥感:探测波段在可见光波段和红外波段范围内,分成若⼲窄波段来探测⽬标。
(3)按⼯作⽅式分:主动遥感:不依靠太阳,由探测器主动发射⼀定电磁波能量并接受⽬标的后向散射信号被动遥感:传感器不向⽬标发射电磁波,仅被动接收⽬标物的⾃⾝发射和对⾃然辐射源的反射能量。
成像遥感:传感器接收的⽬标电磁辐射信号可转换成(数字或模拟)图像⾮成像遥感:传感器接收的⽬标电磁辐射信号不能形成图像(4)按遥感应⽤的⽬的分:环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感4、遥感的特点(若为简答)(1)遥感范围⼤,可实施⼤⾯积的同步观测遥感观测为地⾯探测提供了最佳获取信息的⽅式,并且不受地物阻隔的影响。
遥感平台的范围越⼤,视⾓越⼤,可以同步观测的地⾯信息就越多。
(2)时效性,获取信息快,更新周期短,具有动态监测的特点对于天⽓预报、⽕灾和⽔灾等灾情监测,以及军事⾏动等具有重要作⽤。
(3)数据的综合性和可⽐性,具有⼿段多、技术先进的特点能够反映许多⾃然⼈⽂信息,能较⼤程度排除⼈为⼲扰。
(4)经济性。
经济效益⾼,⽤途⼗分⼴泛(5)局限性:遥感技术所利⽤的电磁波还很有限,仅是其中的⼏个波段范围,已被利⽤的遥感波谱段,对许多地物某些特征不能准确反映。
遥感导论复习大全(习题+试卷+重点)

遥感导论期末试卷A卷一、填空题(每空1分,共计21分)1. 微波是指波长在--之间的电磁波2.散射现象的实质是电磁波在传输中遇到大气微粒而产生的一种衍射现象,按散射粒子与波长的关系,可以分为三种散射: 、和。
3. 就遥感而言,被动遥感主要利用_______、_______等稳定辐射,使太阳活动对遥感的影响减至最小。
4. 年,我国第一颗地球资源遥感卫星(中巴地球资源卫星)在太原卫星发射中心发射成功。
5.Landsat和SPOT的传感器都是光电成像类的,具体是、(列出具体传感器类型)5. .SPOT-1、2、3卫星上携带的HRV--高分辨率可见光扫描仪,可以作两种观测:、.,这也是SPOT卫星的优势所在。
7.美国高分辨率民用卫星有、8.SAR的中文名称是_______,它属于_______(主动/被动)遥感技术。
9..雷达的空间分辨率可以分为两种:、10.灰度重采样的方法有:、、二、名词解释(每小题4分,共计12分)1.黑体:2. 邻域增强3.空间分辨率与波谱分辨率三、问答题(共计67分)1. 为什么我们能用遥感识别地物? 5分2. 引起遥感影像变形的主要原因有哪些?6分3.与可见光和红外遥感相比,微波遥感有什么特点? 10分4. 简述非监督分类的过程。
8分5.侧视雷达是怎么工作的?其工作原理是什么?8分6. 请结合所学Landdsat和SPOT卫星的知识,谈谈陆地卫星的特点15分7. 请结合所学遥感知识,谈谈遥感技术的发展趋势15分遥感导论期末试卷B卷--一、填空题(每空1分,共计30分)1. 微波是指波长在-- 之间的电磁波2. 散射现象的实质是电磁波在传输中遇到大气微粒而产生的一种衍射现象,按散射粒子与波长的关系,可以分为三种散射:、和。
3.就遥感而言,被动遥感主要利用_______、_______等稳定辐射,使太阳活动对遥感的影响减至最小。
4.年,我国第一颗地球资源遥感卫星(中巴地球资源卫星)在太原卫星发射中心发射成功。
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遥感复习重点第一章绪论1.遥感的基本概念(广义与狭义)广义遥感:泛指一切无接触的远距离探测,包括电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等探测。
狭义遥感:仅指应用探测仪器,不与探测目标接触,从远处将目标电磁波特性纪录下来,通过分析,解释物体特征性质及其变化的综合性探测技术。
补充层面:因此,又可以说:遥感是以电磁波与地表物质相互作用为基础,探测、分析和研究地球资源与环境,揭示地球表面各种要素的空间分布特征和时空变化规律的一门科学技术。
2.遥感、遥测、遥控的区别遥感区别于遥测(Telemetry)和遥控(Remote Control)。
遥测指对被测物体某些运动参数和性质进行远距离测量技术。
遥控指远距离控制运动物体的运动状态和运动过程技术。
完成空间遥感过程往往需要综合运用遥测技术和遥控技术。
例如,卫星遥感必须测定卫星运行参数\控制卫星运行姿态等。
3遥感系统组成遥感系统包括:被探测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用5大组成部分。
4.遥感类型的划分(1)按遥感平台分,包括:A、地面遥感→指遥感器安放在地面平台上,如车载平台、船载平台、手提平台等。
B、航空遥感→指遥感器安放在航空器上,如飞机、气球等,一般高度小于80千米。
C、航天遥感→指遥感器安放在航天器上,如人造地球卫星、航天飞机、空间站、火箭等,一般高度大于80千米。
D、航宇遥感→指遥感器安放在星际飞船上,主要用于对地月系统以外目标进行探测。
(2)按遥感器的探测波段分,包括:A、紫外遥感→指利用0.05-0.38微米间紫外辐射波段进行探测。
B、可见光遥感→指利用0.38-0.76微米间可见光辐射波段进行探测。
C、红外遥感→指利用0.76-1000微米间红外辐射波段进行探测。
D、微波遥感→指利用1毫米-10米间微波辐射进行探测。
E、多波段遥感→指探测波段在可见光和红外波段范围内,再被分成若干狭窄波段进行遥感探测。
(3)按工作方式分,包括:A、主动遥感→指利用遥感器主动发射一定电磁波能量并接收目标地物后向散射信号进行探测。
B、被动遥感→指遥感器不向目标地物发射电磁波,仅被动接收目标地物自身发射或对自然辐射源如太阳等反射能量。
或者分为:C、成像遥感→指遥感器接收目标地物电磁波信息可以转换成数字图像或模拟图像。
D、非成像遥感→指遥感器接收目标地物电磁波信息不能转换成数字图像及模拟图像。
(4)按遥感的应用领域分,包括:A、就较大研究领域看:包括外层空间遥感\大气层遥感\陆地遥感\海洋遥感等。
B、就具体应用领域看:包括资源遥感\环境遥感\农业遥感\林业遥感\渔业遥感\地质遥感\气象遥感\水文遥感\城市遥感\工程遥感\灾害遥感\考古遥感\军事遥感等。
第二章电磁辐射与地物光谱特征1.电磁波概念所谓“电磁波”(Electromagnetic Wave),是指由电磁振源所发出的电磁振荡在空间中的传播。
“电”(Electrical)和“磁”(Magnetic)是相互转化的,是电磁波的落脚点。
因此,又可将“电磁波”定义为“电磁振荡产生变化磁场,变化磁场产生蜗旋电场,蜗旋电场又产生变化磁场(或电磁振荡产生变化电场,变化电场产生蜗旋磁场,蜗旋磁场又产生变化电场)的磁场和电场(或电场和磁场)相互转化的连续的传播过程”,如下图示。
2.电磁波具有波粒二象性,其中波长与频率的关系?电磁波具有波粒二象性(The wave-particle duality)即电磁波既有波动性,又有粒子性。
电磁波的波动性表现为:电磁波传播过程中,Ψ=Asin[(ωt-kx)+φ],可能发生反射、折射、吸收和透射等现象;真空中,电磁波的传播速度等于光速,即C=λf=λ/T;介质中,电磁波的传播速度小于光速,即v=C/(εμ)1/2,ε为介质相对介电常数,μ为介质相对磁导率。
电磁波的波粒二象性表现形式主要由电磁波的波长(λ)和频率(f)决定,波长和频率是电磁波固有的属性,波长越长,波动性越明显,频率越大,粒子性越明显;对于既定电磁波而言,在其传播过程中,主要表现为波动性,当其与某些物质相互作用时,主要表现为粒子性。
3.电磁波谱顺序(1)电磁波谱是指真空中,电磁波按其波长或频率、递增或递减,依次排列形成的序列。
(2)电磁波谱依频率由高到低或波长由短到长排列,依次可划分为宇宙射线(Cosmic rays)→γ射线→X射线→紫外线→可见光→红外波→微波→无线电波(Radio waves);电磁波谱依频率由低到高或波长由长到短排列,依次可划分为无线电波→微波→红外波→可见光→紫外线→X射线→γ射线→宇宙射线4.为什么电磁波谱中不同类别的电磁波的波长和频率不同,是因为其产生的波源或称电磁辐射源不同?(即各电磁波成因)无线电波→主要由电磁振荡发射;微波→主要利用谐振腔及波导管激励与传输,通过微波天线向空中发射;红外波→主要由分子振动和转动能级跃迁产生;可见光与近紫外→主要由原子、分子外层电子跃迁产生;紫外线、X射线、γ射线→主要由原子、分子内层电子跃迁以及原子核内状态变化产生;宇宙射线→主要来自宇宙空间。
5.电磁辐射的测量单位(教材18页)(掌握辐射通量、辐照度、辐射出射度)常用辐射能量(W)、辐射通量(Φ)、辐射通量密度(E)、辐照度(I)、辐射出射度(M)、辐射亮度(L)等参数测量电磁辐射6.黑体辐射概念黑体是指任何温度下,对各种波长电磁辐射,都完全吸收的物体,即任何温度下,对各种波长电磁辐射,吸收率恒为1(或100%)的物体。
理想黑体实验是用带小孔空腔做成的,如教材P19图2.6所示。
7.黑体辐射规律普遍适用的规律是普朗克公式,即普朗克公式描述出黑体辐射出射度与黑体温度及黑体辐射电磁波波长关系。
利用普朗克公式,可以计算出既定温度和既定波长下,黑体辐射出射度。
8、黑体辐射与实际物体发射光谱特征a.黑体辐射出射度,随着辐射波长变化而连续变化,而且每条辐射出射度曲线只有一个最大值;b.黑体自身温度越高,黑体辐射出射度越大,而且不同温度黑体辐射出射度曲线互不相交;c.随着黑体自身温度升高,黑体辐射出射度最大值向着辐射波长较短方向移动;d.只要黑体自身温度稍微变化,其总辐射出射度就会发生较大变化;e.辐射出射度峰值对应波长与黑体温度乘积为一常数.为何得到后两点结论,可从普朗克公式计算求证关于普朗克公式的计算题(1)如果对普朗克公式从零到无穷大波长范围内进行积分,则斯忒潘-玻尔兹曼定律(Stsdan-Boltamann`s law),即:M=σT4其中, σ为斯忒潘-玻尔兹曼常数,σ=5.67×10-8W.m-2.K-4。
黑体总辐射出射度与温度四次方成正比,随着温度增加而迅速增大.(2)如果对普朗克公式从零到无穷大波长范围内进行积分,则斯忒潘-玻尔兹曼定律(Stsdan-Boltamann`s law),即:M=σT4其中, σ为斯忒潘-玻尔兹曼常数,σ=5.67×10-8W.m-2.K-4。
黑体总辐射出射度与温度四次方成正比,随着温度增加而迅速增大.维恩位移定律(Wien`s displacement law)得到不同温度黑体与最大辐射所对应波长关系如下表所示。
如果黑体辐射最大出射度对应波长处于可见光波段,则随着黑体温度升高,黑体颜色逐渐向紫色过渡。
黑体辐射规律例题例题:1。
已知太阳常数,可以求得太阳表面辐射出射度M=6.284×107W/m2.进而可求出:太阳有效温度T和太阳光谱中辐射最强波长λmax.解:通常可以将太阳当作黑体看待.因此,根据斯忒潘-玻尔兹曼定律M=σT4,可得:T=(M/σ)1/4=[(6.284×107W/m2)/ 5.67×10-8W.m-2.K-4]1/4=5770K.另外,根据维恩位移定律λmax·T=b,可得:λmax=b/T=(2.898×10-3m.K)/5770K=0.50µm答:太阳有效温度为5700K,辐射最强波长为0.50µm.2、如何将黑体辐射作为参照标准计算实际物体发射电磁辐射呢?例如:一般金属材料均可当作灰体看待.已知氧化铜表面温度为1000K,比辐射率ε(或吸收系数α)为0.7,求此时该物体总辐射出射度M.解:根据斯忒潘-玻尔兹曼定律,可得温度为1000K黑体总辐射出射度为:M0=σT4=5.67×10-8W.m-2.K-4(1000K)4=5.67×104W/m2再根据基尔霍夫定律,可得:M=αM0,α=ε,α与波长λ无关.所以:M=αM0=0.7×5.67×104W/m2=3.97×104W/m2答:此时该物体总辐射出射度M为3.97 ×104W/m2.补充黑体微波辐射规律普遍适用的是瑞里-金斯微波辐射规律,即黑体微波辐射与温度成正比,与波长平方成反比。
不同地物间微波发射率差异比红外发射率差异明显得多。
8.太阳辐射及大气对辐射的影响(1)大气吸收成分大气成分吸收物质及成因氧气(O2) 约占21%,主要吸收波长小于0.2µm太阳辐射;尤其波长0.155µm处吸收最强烈;另外,波长0.6µm、0.76µm附近也各有较窄吸收带.因此,低层大气中较少观测到0.2µm紫外线,高空遥感中较少使用紫外遥感.臭氧(O3) 仅占0.01-0.1%,但对太阳辐射有较强吸收作用.一方面,吸收0.2-0.36µm太阳辐射;另一方面,吸收0.6µm附近太阳辐射.臭氧分布于30㎞左右高空,主要影响航天遥感.二氧化碳(CO2) 仅占0.03%,主要吸收红外区内太阳辐射.例如:波长1.35-2.85µm,有3个较宽弱吸收带;另外,波长2.7µm、4.3µm、14.5µm处有较强吸收带.对太阳辐射而言,二氧化碳吸收影响并不强烈.水(H2O) 水对太阳辐射吸收作用最强烈.从可见光、红外线到微波,都有水强烈吸收带,但水尤其对红外部分吸收强烈.例如:波长0.5-0.9µm处有水4个较窄吸收带;波长0.95-2.85µm处有水5个较宽吸收带;另外,波长6.25µm处还有水1个较强吸收带.因此,水对红外遥感影响较大.(2)大气散射类型散射作用是指非均匀介质或各向异性介质中,电磁辐射遇到微粒时改变原来传播方向,并向各方向散开过程.大气散射可能削弱到达地面太阳辐射强度,也可能增强到达地面太阳辐射强度。
可将散射作用分为瑞利散射、米氏散射和无选择性散射.相关自然现象为何天空呈现蔚蓝色?答:首先属于瑞利散射,就可见光而言,从红光到蓝光,波长逐渐减小,瑞利散射效应增强.因此,无云的晴天,由于蓝光绝大部分被散射到四面八方,所以天空呈现蔚蓝色.为何日出和日落呈现橘红色?答:同样属于瑞利散射。