每日一词20190310——地物的光谱特征
在说地物的光谱特征之前,首先想请大家思考个问题,那就是为什么物体会有颜色?
首先我们得说,颜色本质上并不是物体本身固有的属性,或者更大胆地说,任何事物都是没有颜色的,我们看到物体的颜色是因为物体反射了特定波长的光。我们之所以看到一个苹果是红色的,是因为它反射的光线进入我们眼睛,刺激我们的视觉神经,使我们产生了“红色”的知觉。所以这涉及到两个过程:在光线进入眼睛之前的物理过程和光线进入眼睛后的生理(心理)过程。
我们能看到的物体,要么它是光源,要么它能够反射的光线。如果它是光源,那么它发出的光谱完全取决于它自身的性质(温度、元素组成等);而如果它是后者,那么从它发出的光线就不仅仅是取决于这个物体本身的性质,还取决于入射的是什么光(谱)。例如打开的白炽灯无论什么时候看都是白色的,而一件正午时刻看起来鲜红的衣服,在傍晚的余晖中却似乎有点儿深红。
遥感技术
遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、卫星云图红外线,对目标进行探测和识别的技术。是根据电磁波的理论,应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息,进行收集、处理,并最后成像,从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。
地物的光谱特性
自然界中任何地物都具有其自身的电磁辐射规律,如具有反射、吸收外来紫外线、可见光、红外线和微波的某些波段的特性,同时它们又都具有发射某些红外线、微波的特性; 少数地物还具有透射电磁波的特性。地物的这种特性称为:地物的光谱特性。
从昨天的知识
每日一词20190309——电磁波和电磁波谱
,不同颜色的光其实是不同波长的电磁波。同一物体对不同光谱的反映也有明显差别。假设现在有三种地物,第一种地物对红色光全部反射,对其他波长的电磁波全部吸收;第二种地物对绿光全部反射,对其他波长的电磁波全部吸收;第三种地物对蓝色光全部反射,对其他波长的电磁波全部吸收;那么我们能想到在同一张图像上第一种地物呈现红色,第二种地物呈现绿色,第三种地物呈现蓝色,如下图
任何物体都具有光谱特性,具体地说,它们都具有不同的吸收、反射、辐射光谱的性能。在同一光谱区各种物体反映的情况不同,同一物体对不同光谱的反映也有明显差别。即使是同一物体,在不同的时间和地点,由于太阳光照射角度不同,它们反射和吸收的光谱也各不相同。
遥感技术就是根据这些原理,对物体作出判断。在同一光谱区各种物体反映的情况不同,它们都具有不同的吸收、反射、辐射光谱的性能。如上面假设的三种地物,分别对红、绿、蓝三种波长的颜色有不同的反射率,通过不同波段的传感器,可以采集到如下三种图像
红色波段成像
绿色波段成像
蓝色波段成像
因为第一种地物对红色光全部反射,所以在红色波段成像中,第一种地物亮度值大,在图像上表现接近白色;其他波段全部吸收,在图像上表现比较暗,接近黑色。在其他成像波段通过图像就可以很容易的将每种地物和其他地物区分出来。
遥感技术通常是使用绿光、红光和红外光三种光谱波段进行探测。绿光段一般用来探测地下水、岩石和土壤的特性;红光段探测植物生长、变化及水污染等;红外段探测土地、矿产及资源。此外,还有微波段,用来探测气象云层及海底鱼群的游弋。
利用水体光谱特性区分水体和其他地类
利用植被光谱特性区分植被和其他地类
美国F-22战斗机的红外成像图像
前面介绍过波段相关知识(每日一词20190304——波段(band))
通过不同波段组合,可以将多个波段共同显示为RGB 合成图通常可从数据集收集到更多信息。
小麦、土壤、秸秆的区分
非标准假彩色图像,红外波段与红色波段合成,水体边界清晰,利于海岸识别;植被有较好显示
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