遙感物理筆記

2021-10-04 18:17:16 字數 2478 閱讀 8794

輻射能量(w):電磁輻射的能量,單位:j;

輻射通量φ;單位時間內通過某一面積的輻射能量,φ=dw/dt,單位是w;輻射通量是波長的函式,總輻射通量應該是各波段輻射通量之和或輻射通量的積分值。

輻射通量密度(e):單位時間內通過單位面積的輻射能量,e=dφ/ds,單位:w/m2,s為面積。

輻射照度(i):被輻射的物體表面單位面積上的輻射通量,i=dφ/ds,單位是w/m2, s為面積。

輻射出射度(m):輻射源物體表面單位面積上的輻射通量,dφ/ds,單位w/m2,s為面積。輻照度(i)與輻射出射度(m)都是輻射通量密度的概念,不過i為物體接收的輻射,m為物體發出的輻射。它們都與波長λ有關。

輻射強度:點光源在給定方向上通過單位立體角的輻射通量。單位w/sr。

輻射亮度(l):假定有一輻射源呈面狀,向外輻射的強度隨輻射方向而不同,則l定義為輻射源在某一方向,單位投影表面,單位立體角內的輻射適量.即 l=φ/ω(acosө) l的單位:w/(sr•m2)。

輻射亮度(l):即統稱的輻亮度,為輻射源表面一點處的面元 ds 在給定方向上單位立體角、單位投影面積內發出的輻射能通量。

參看下圖,可以很容易理解單位投影面積。

立體角

輻射亮度與輻射強度關係推導

輻射強度(i)單位:單位w/sr,輻射亮度單位w/(sr•m2)。參考上圖可知,下式中單位投影面積為dscosθ

輻射亮度與輻射出射度關係推導

輻射出射度(m)單位:w/m2,,輻射亮度(l)單位w/(sr•m2)。在假設地表朗伯面前提下有如下推導:

反射率:物體反射的輻射能量pρ,佔總入射能量的百分比,稱為反射率ρ。

太陽常數:是指不受大氣影響,在距太陽乙個天文單位內,垂直於太陽光輻射方向上,單位面積單位時間黑體所接收的太陽輻射能量: i=1.360× 10ø3w/m2。可以認為太陽常數是在大氣頂端接受的太陽能量 。

表觀反射率:表觀反射率就是指大氣層頂的反射率。記為ρtoa。

表觀反射率推導

下圖中所表示的輻照度是太陽垂直投射到被測平面上的測量值。如果太陽傾斜入射,則輻照度必然產生變化並與太陽入射光線及地平面產生夾角,即與太陽高度角有關。如圖2.12,表示太陽光線射入地平面的乙個剖面.h為高度角,i為垂直於太陽入射方向的輻照度,i′為斜入射到地面上時的輻照度,輻射通量φ不變,則ab間面積為s,bc間而積為s.sin h

如果用太陽常數i⊙計算,設d為日地之間距離,因為日地距離以天文單位來衡量,所以d也稱為earthsun distance ratio,介於0-1,又由於某一點的輻射強度與距輻射源的距離的平方成反比則:

由於太陽高度角的年內變化、因此同一觀測點太陽輻照度經常變化。如果取太陽入射光線與地平面垂線的夾角ө,即天頂距或天頂角。因為h+ө=90,則地面接收到的太陽輻照度成為:

由於輻射出射度(m)的單位為w/m2,所以假設朗伯的地表在在半球空間輻射出射度為πl,所以有如下關係:

參考資料:

《遙感導論》梅新安。

中國大學-電子科技大學-《遙感原理》課程。

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