輻射到達遙感探測器的各種路徑

2021-10-19 09:56:12 字數 714 閱讀 1519

太陽輻射在真空傳播時幾乎不受任何影響。然而,當它與地球大氣互動作用時,會發生選擇性散射和吸收,這兩種能量損失總稱為大氣衰減。

理想狀況下,相機或探測器記錄的輻射是瞬時視場內以一定立體角離開目標地面的輻射量的函式。然而,其他輻射能會通過各種不同路徑進入瞬時視場,從而給遙感處理帶來混淆雜訊。因此,需要梳理輻射到達遙感探測器的各個路徑,如下所示:

路徑 1 包含的是太陽光譜輻照度,它照射到瞬時視場內的地面之前幾乎沒有衰減。這裡我們感興趣的是某些特定太陽天頂角的太陽光譜輻照度,而且到達地面的輻照度是該角度大氣透射率的函式。如果所有輻照度都到達地面,則大氣透射率等於 1。如果沒有輻照度到達地面,則大氣透射率是 0。

路徑 2 包含的是天空漫射光譜輻照度,因為大氣散射,它甚至不會到達地球表面的目標研究區域。然而,這種能量常常直接散射進入感測器系統的瞬時視場。藍光的瑞利散射對天空漫射輻照度影響較大,所以遙感系統獲取的藍光波段影像通常比其他波段的影像亮,因為它包括很多散射到感測器瞬時視場內的不必要的天空漫射輻照度。

路徑 3 包含的是到達地面之前,經過部分瑞利、公尺氏和非選擇性散射,還有可能經過部分吸收和再次發射的太陽能量。因此,它的光譜組成和偏振特性可能與由路徑 1 到達地面的能量有所不同。

路徑 4 包含的是由研究區域鄰近地物(雪、混凝土、土壤、水和/或植被)反射或散射進入遙感系統瞬時視場的輻射。事實上,該能量並不真正輻射到感興趣的研究區域。

路徑 5 也是由研究區域鄰近地面反射進入大氣的輻射,但它又散射或反射到研究區域。

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