ИК тепловой диапазон (3-1000мкм) – это излучение земной поверхности в виде тепла, накопленного в рез-те превращеня световой энергии в тепловую; большая часть этого излучения поглощается атмосферой.
Радиодиапазон (более 1мм) включает не только собственное излучение З., но и излучение создаваемое искусственным источником.
Поступающее на земную поверхность солнечное излучение проходит ч/з атм., кот. преобразует его. Излучение одних участков спектра («окна прозрачности») почти беспрепятственно проходит ч/з атм., излучение др. отражается (рассеивается) или поглощается ею.
Пассивный и активный методы в ДЗЗ.
Зондирование – регистрация свойств не лежащих на поверхности объектов съемки. Фотоэлектронная съемка может быть пассивной и активной. Пассивная съемка заключается в регистрации солнечной радиации, отраженной З.поверхностью или собственного излучения З.объектов. При активной съемке местность облучается источником лучистой энергии, установленном на летательном аппарате; регистрируется отраженный сигнал или вторичное, стимулированное, излучение З.объектов. Обычная фотосъемка носит пассивный х-р. К активной принадлежат съемки с использованием радара, лазера. Пассивный предполагает что регистрируются те энергопотоки, которые сущ в природе. Активный предполагает, сто мы искусственно формируем зондирующий сигнал. Все излучения должны описываться по 3 характеристикам: интенсивность, спектральный состав, характер распространения в пространстве.
3. Спектральные характеристики объектов в видимом и ближнем ИК.
Оптические свойства:
1.Яркость – это то кол-во света/энергии, кот. отражает объект в опр. направлении. Я. зависит от самого объекта, его состояния (после дождя или в засушливом состоянии), освещенности (от высоты солнца, экспозиции склона, крутизны склона, ех: при низких высотах Солнца наклонные поверхности получают больше света нежели горизонтальные), угла визирования. Я.-динамическая х-ка.
Освещенность завис. от высоты С., экспозиции склонов.
2. Коэф. интегральной яркости, r – относительный показатель: отношение яркости данной поверхности В к яркости одинаково с ней освещенной идеальной рассеивающей поверхности В0, отражающий весь падающий на нее свет :
r = B/B0
3. Индикатриса(И.) отражения (рассеяния) х-зует пространственно-отражательную спосо-ть (ПОС). ПОС – св-во объектов, при кот. отраженное однородными элементами З. поверхности приходящее излучение распределяется в пространстве неодинаково. И. о. бывет 3 видов: ортотропная –отражение идёт равномерно во все стороны, зеракальная (угол падения равен углу отражения), антизеркальная (куда упало – туда и отразилось). И. представляет собой плавную поверхность, огибающую концы пучка векторов отражения.
4. Контраст , К - интервал яркостей ландшафта.
- Относительный – отношение яркостей двух объектов: Ko =B2 / B1= r2 / r1
- Визуальный – отношение разницы яркостных х-к двух объектов и яркости одного из них: K в = (B2 – B1)/B2
5. Интервал контрастности, U – отношение макс на данном участке яркости к мин:
U = B max / B min = r max/ r min
6. Коэф. спектральной яркости, rλ – х-ка отражательной способности объектов в ограниченных интервалах длин волн (аналог 2).
Графическое отображение rλ – спектральная кривая, кот. определяют в ходе экспериментальных работ – спекторометрирование:
1. лабораторное – выполняют, чтобы орп. спектральное поведение объектов в завис. от остава и состояния
2. полевое – поведение отд. объектов самого низшего таксономического уровня (изучение сут./ сезон. динамики поведения)
3. воздушное – прир. комплексы высокого уровня
4. космическое – учет влияния атм-ры на сп. Объекта
4. Физические основы дистанционных методов в тепловом ИК-диапазоне.
Тепловой диапазон – обл. собст. теплового пассивного излучения (3 – 1000 мкм). Наиболее употребим в дист. методах 3-30 мкм.
3-5 мкм, 8-12 мкм – окна прозрачности в тепловом диапазоне.
1) Интенсивность излучения сравнивают с эталоном (абс. черное тело – идеал. Излучатель, коэф. излучения =1). Поведение абс. черного тела подчиняется з-ну Планка - макс излучение у нагретых тел смещается в более коротковолновую часть. З-н Планка позволяет предвычислить λ, на кот. приходится макс излучение. Описывается изотермой Планка (интенсивность зависит от t и λ):
инт.
 | ||
 | ||
1) Коэф. излучения σ: λ
σ = М/ М абс
М – интес-ть излучения объекта,
М абс – абс. черное тело, при одинаковом нагреве
По поведению σ все излучатели делятся на:
· серые – имеют пост. σ , нет спектра; спектральная кривая подобна изотерме Планка ( можно судить только о нагреве тела, а что за тело неизвестно)
· селективные (горные породы) – имеют непост. σ; по виду можно судить об объекте
5. Физические основы дистанционных методов в радиодиапазоне.
В радиодиапазоне (1мм-10 м) фиксируется как собственное излучение З, так и отраженное з.п. поверхностью излучение, создаваемое радиолокационной станцией. В наиболее коротковолновом участке ралиодиапазона (1мм- 1 м) – микроволновом регистрируются радиояркостные температуры. Микроволновый снимок регистрирует собственное излучение з.п. Его получают методом сканирования. На таких снимках различаются объекты с разными излучательными свойствами – почвы отлич по влажности, воды по солености, возраст морских льдов.
6.Спектральные характеристики горных пород.
Спектральная кривая – это графическое выражение коэф. спектральной яркости(х-ка отражательной способности объектов в ограниченных интервалах длин волн).
У г. п. отражательная способность в видимой части спектра растет с увеличением длины волны. Отражательная сп-ть г. п. – стабильна.
Спектральная яркость г. п. зависит от оптических св-в входящих в их состав минералов и химических элементов; от их дисперсности и влажности. Но поверхность г. п. в природе всегда не чистая, она покрыта корками, выцветами, налетами, спектры отражения кот. сущ-но отличаются от х-к исходной породы. Ех при хим выветривании пород с. к. приобретают макс в оранжево-красной зоне.
Отличительная особ-ть почв заключается в различиях в интегральной яркости при малых колебаниях по спектру. Наим ярк-ю обладают черноземы, наиб – сильнооподзоленные суглинистые почвы. В целом почвы малоселективны, т.е отражаемое ими излучение мало изменяется по спектру. Отражательная сп-ть сухих почв х-зуется плавным нарастанием яркости с увеличинием длины волны в интервале от 0,4 до 1,6-2,0 мкм и постепенным уменьшением до 2,5 мкм. Кривые спектральной яркости влажных почв имеют прогибы в зонах поглощения солнечного излучения водой при λ = 1,45 мкм и λ = 1,95 мкм.
На отражение солн света почвами влияют три осн группы в-в:
· светлоокрашенные соединения (карбиды, соед Si и Al), отражающие излучение равномерно, но значительно;
· темено гумуссовые в-ва, отражающие свет слабо и равномерно;
· соединения Fe, кот обуславливают селективность, неравномерное отражение, почвами солнесного излуч-я.
Влияние сод-я кремнезема: с увеличением оподзоленности почв растет ее яркость.
Различия содержания гумуса влияет слабо на спектральные х-ки почв, но изменяют интегральную яркость. При малом значении содержания гумуса зависимость коэф интегральной яркости почв – линейная, далее параболическая. Поэтому опр-ть сод-е гумуса с точностью до 0,5% можно по ярк-ти почвы, если оно не превышает 8-10%; при более высоком содержании гумуса различия в яркости не улавливаются.