| 发布日期：2019-04-16 |
摘要
地物光谱特征是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，吸收外来的紫外线、可见光、红外线和微波的某些波段的特性，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，这种特性称为地物的光谱特性。
地物光谱特征定义
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，吸收外来的紫外线、可见光、红外线和微波的某些波段的特性，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，这种特性称为地物的光谱特性。
当电磁辐射能量入射到地物表面上，将会出现三种过程：一部分入射能量被地物反射；一部分入射能量被地物吸收，成为地物本身内能或部分再发射出来，一部分入射能量被地物透射。具体见如下公式
能量守恒公式
能量守恒
公式中：E0为入射的总能量；Eρ为地物的反射能量；Eα为地物的吸收能量；Eτ为地物的透射能量。
令ρ=Eρ/Eο×100%，即地物反射能量与入射总能量的百分率，称之为反射率；
α=Eα/Eο×100%，即地物吸收能量与入射总能量的百分率，称之为吸收率；
τ=Eτ/Eο×100%，即地物透射的能量与入射总能量的百分率，称之为透射率。
则公式改为
由此可知：对于某一波段反射率高的地物，其吸收率就低，即为弱辐射体；反之，吸收率高的地物，其反射率就低。
地物光谱特征分类
1 地物的反射光谱特性
不同地物对入射电磁波的反射能力是不一样的，通常采用反射率来表示。当电磁辐射能到达两种不同介质的分界面时，入射能量的一部分或全部返回原介质的现象，称之为反射。反射的特征可以通过反射率表示，它是波长的函数，故称为光谱反射率r(l)。
反射率不仅是波长的函数，同时也是入射角，物体的电学性质（电导、介电、磁学性质等）以及表面粗糙度、质地等的函数。一般地说，当入射电磁波波长一定时，反射能力强的地物，反射率大，在黑白遥感图像上呈现的色调就浅。反之，反射入射光能力弱的地物，反射率小，在黑白遥感图像上呈现的色调就深。在遥感图像上色调的差异是判读遥感图像的重要标志。
2.地物的发射光谱特性
发射率 任何地物当温度高于绝对温度0 K时，组成物质的原子、分子等微粒，在不停地做热运动，都有向周围空间辐射红外线和微波的能力。通常地物发射电磁辐射的能力是以发射率作为衡量标准。地物的发射率是以黑体辐射作为基准。上述斯特藩-玻耳兹曼定律、维恩位移定律只适用黑体辐射，但是在自然界中，黑体辐射是不存在的，一般地物辐射能量总要比黑体辐射能量小。如果利用黑体辐射有关公式，则需要增加一个因子，这个因子就是发射率（ελ），或称"比辐射率"。
对于某一波长来说，发射率定义如下：发
射率根据物质的介电常数、表面的粗糙度、温度、波长、观测方向等条件而变化，取0到1之间的值。地物发射率的差异也是遥感探测的基础和出发点。
地物发射光谱 地物的发射率随波长变化的规律，称为地物的发射光谱。按地物发射率与波长间的关系绘成的曲线（横坐标为波长，纵坐标为发射率）称为地物发射光谱曲线。
3.地物的透射光谱特性
当电磁波入射到两种介质的分界面时，部份入射能穿越两介质的分界面的现象。称为透射。透射的能量穿越介质时，往往部分被介质吸收并转换成热能再发射。
介定透射能量的能力，用透射率τ来表示。透射率就是入射光透射过地物的能量与入射总能量的百分比。地物的透射率随着电磁波的波长和地物的性质而不同。例如，水体对0.45～0.56μm的蓝绿光波具有一定的透射能力，较混浊水体的透射深度为1～2m，一般水体的透射深度可达10～20m。又如，波长大于1mm的微波对冰体具有透射能力。
一般情况下，绝大多数地物对可见光都没有透射能力。红外线只对具有半导体特征的地物，才有一定的透射能力。微波对地物具有明显的透射能力，这种透射能力主要由入射波的波长而定。因此，在遥感技术中，可以根据它们的特性，选择适当的传感器来探测水下、冰下某些地物的信息。
对于摄影遥感系统，胶片和滤光片的透射率是个十分关键的参数。自然界中，人们熟悉的是水体的透射能力。这是因为人们可以直接观察到可见光波段辐射能的透射现象。然而，可见光以外的透射，虽人眼看不见，但它是客观存在的，如植物叶子，对于可见光辐射是不透明的，但它能透射一定量的红外辐射。
