第三节地球的辐射与地物波谱
除了太阳以外，遥感探测中被动遥感的辐射源还来自地球。
2.3.1 太阳辐射和地球辐射的分段性
太阳辐射主要集中于波长较短的部分，从紫外、可见光到近红外区域，即0.3-2.5μm，在这一波段地球的辐射主要是反射太阳的辐射。地球自身发出的辐射主要集中在波长较长的部分，即6μm以上的热红外区段。在2.5-6μm的中红外波段，地球对太阳辐照的反射和地表物体自身的热辐射均不能忽略。
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2.3.2 地表自身热辐射
地表各种物体都具有发射电磁波的能力。由地表物体发射的电磁波一般称为地表热辐射。地表物体的自身热辐射由比辐射率、温度、波长决定：M(λ，T)=ε(λ，T)*M0(λ，T)(M=ε*M0,
基尔霍夫定律) 。由于公式中的温度指地表面的温度，而这一温度与地面以上和地下深部的温度不同，同时还随着一天内时间的变化和季节的变化而变化。所以在测量中常用红外辐射计来探测地表物体的温度。
在温度一定的情况下，物体的比辐射率随波长变化。比辐射率（发射率）波谱特性曲线的形态特征可以反映地面物体本身的特性，包括物体本身的组成和温度、表面粗糙度等物理特性有关。特别是曲线形态特殊时可以用发射率曲线来识别地面物体。尤其是在夜间，太阳辐射消失后，地面发出的能量以发射光谱为主，探测其红外辐射及微波辐射并与同样温度条件下的比辐射率（发射率）曲线比较，是识别地物的重要方法之一。
2.3.3 地物反射波谱特征
地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律，称为地物波谱。地物波谱是电磁辐射与地物相互作用的结果。不同的物质反射、透射、吸收、散射和发射电磁波的能量是不同的，它们都具有本身特有的变化规律，表现为地物波谱随波长而变的特性，这些特性叫做地物波谱特性。地物的波谱特征是遥感识别地物的基础。
1.概述
在可见光与近红外波段，地表物体自身的辐射几乎等于零。地物发出的波谱主要以反射太阳辐射为主，太阳辐射到达地面之后，物体除了反射作用外，还有对电磁辐射的吸收作用。电磁辐射未被吸收和反射的其余部分则是透过的部分，即：到达地面的太阳辐射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量。一般而言，绝大多数物体对可见光都不具备透射能力，而有些物体如水，对一定波长的电磁波透射能力较强，特别是对0.45~0.56μm的蓝绿光波段，一般水体的透射深度可达10~20m，清澈水体可达100m的深度。对于一般不能透过可见光的地面物体，波长5cm的电磁波却有透射能力，如超长波的透射能力就很强，可以透过地面岩石和土壤。
2.反射率与反射波谱
反射率指反射能量与总入射能量的百分比ρ=（Pρ/P0）*100%，反射率大小与物体本身的性质和表面状况、波长、入射角等有关。
三种反射状况：镜面反射、漫反射、方向反射。当入射波和反射波在同一平面内，且入射角与反射角相等时，称为镜面反射。当反射波方向与入射波方向无关，且从任何角度观察
反射面，其反射辐射亮度为一常数时，称为漫反射。漫反射的反射面称为朗伯面。朗伯面：对于漫反射面，当入射照度一定时，从任何角度观察反射面，其反射亮度是一个常数，这种反射面称朗伯面。现实生活中的反射大多数处于上述两种理想反射模型之间，通常称为实际物体反射。
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3.地物反射波谱曲线
地物的反射波谱是研究地面物体反射率随波长的变化规律。通常用二维几何空间内的曲线表示。横坐标表示波长λ，纵坐标表示反射率ρ。地物反射曲线的形态很不相同，表明反射率随波长变化的规律不同。除了因为不同地物的反射率不同外，同种地物在不同的内部和外部条件下反射率也不同。一般说来，地物反射率随波长的变化，有规律可循。从而为遥感影像的判读提供依据。
（1）植被
0.4-0.7μm有一个小的反射峰，位于绿色波段（0.55μm），两边（蓝、红）为吸收带（凹谷）；0.76-1.3μm高反射，在0.7μm处反射率迅速增大，至1.1处有峰值；1.3-2.5μm受植物含水量影响，吸收率增加，反射率下降，形成几个低谷。
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（2）土壤
土壤表面反射光谱曲线比较平滑，没有明显的峰谷。一般情况下，土质越细反射率越高，有机质含量越低；反射率越高，土壤含水量越低反射率越高。
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（3）水体
水体在蓝绿光波段有较强反射，在其它可见光波段吸收都很强，在近红外波段吸收更强。水体中含有其它物质时，水体的反射光谱曲线会发生 变化，如含有泥沙时反射峰值出现在黄红区，含有叶绿素
时近红外波段反射率明显增加。
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（4）岩石
岩石反射光谱因矿物成分、矿物含量、风化程度、含 水状况、颗粒大小、表面光滑度、色泽等而异，无统一特征。
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（5）常见地物的光谱曲线比较
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影响地物反射光谱的主要因素：（1）地物电磁学性质；（2）表面粗糙度；（3）电磁波入射角；（4）环境因素（温度、湿度、紧密度、季节等）。
2.3.4 地物波谱特性的测量
地物波谱是遥感研究的基础。在电磁波中只有可见光和近红外波段（0.3－2.5μm）是以地球表面反射为主的区间，多数传感器使用这一区间，作为目前和今后研究地球表面特性的主要波段。可见光和近红外地物光谱的测试可以有三方面作用：传感器波段的选择、验证、评价；建立地面、航空和航天遥感数据的定量关系；建立地物相关和应用模式。反射光谱特性的测量主要通过样品的实验室测量和野外测量两种方法。