水的反射光谱特性

作者&投稿:荣凤 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
试述植被,水,岩石,雪的反射光谱具有哪些特点~

植被:植被反射光谱曲线,在可见光波段(0.4~0.76μm)有一个小的反射峰,位置在0.55μm(绿)处,两侧0.45μm(蓝)和0.67μm(红)则有两个吸收带。这一特征是由于叶绿素的影响,叶绿素对蓝光和红光吸收作用强,而对绿光反射作用强。在近红外波段(0.7~0.8μm)有一反射的“陡坡”,至1.1μm附近有一峰值。这是由于植被叶细胞结构的影响,除了吸收和透射的部分,形成的高反射率。在中红外波段(1.3~2.5μm)受绿色植物含水量的影响,吸收率大增,反射率大大下降,特别是以1.45μm、1.95μm和2.7μm为中心是水的吸收带。
水体:水体的反射主要在蓝绿光波段,其它波段吸收都很强,特别到近红外波段,吸收就更强。
岩石:岩石的反射光谱特征与岩石本身的矿物成分和颜色密切相关。由石英等浅色矿物为主组成的岩石具有较高的光谱反射率,在可见光遥感影像上表现为浅色调。铁镁质等深色矿物组成的岩石,总体反射率较低,在影像上表现为深色调。其次,岩石光谱反射率受组成
岩石的矿物颗粒大小和表面粗糙度的影响。矿物颗粒较细,表面较平滑的反射率较高。反之,光谱反射率较低。另外湿度、风化程度等对反射率也有影响。

一、水体的光谱特性

太阳光到达水面,一部分被水面反射回空中,它的反射强度与水面性质 有关(如水面粗糙度等)。其余的光则透射到水中,其中大部分被水体吸收; 部分被水体中的悬浮粒子所散射,产生水中散射光,其散射强度与水体浑浊 度有关,返回水面的那部分散射光称为后向散射光;另外部分透射到达水底, 形成水底反射光。这样,水中后向散射光及浅水条件下的水底反射光,组成 水中光.
水体对太阳光吸收、反射和透射是随波长而变化的,总的是吸收大于反 射和透射。厚度为 1mm 的水层的吸收光谱曲线。其中,可见光波 段水吸收率较低,即在蓝、绿光波段透射能力相对较高。因此,水浅时,蓝、 绿光波段可透射过水体,反映出水底情况。水对近红外波段吸收较强,在 1.4μm 和 1.9μm 附近,其吸收率接近 100%。显然,对于自然水体,即使水很浅,也能吸收绝大部分的红外辐射。

(一)水体反射率与浑浊度的关系
自然界水体中含有多种有机物和无机物,其中有些杂质处于悬浮状态。 水体的反射光谱与悬浮物的性质和含量密切相关。利用光谱辐射计,通过测 量得出:悬浮泥沙所引起的浑浊程度是影响水体反射率的主要因素之一。图
6-4 表示浑浊水体(悬浮泥沙含量为 99mg·1-1)和清水(悬浮泥沙含量为
10mg·1-1)的反射光谱特性曲线。可见,在可见光的橙、红光波段内,浑浊 水的反射率比清水的反射率高 5%左右。清水在 0.75μm 处,反射率降为零, 而含有泥沙的浑浊水,在近红外波段的 0.8μm 处还出现较高的反射率。在
0.95μm 处浑浊水反射率下降为零。陆地卫星测量的反射率结果,也表明在0.6—0.7μm 波段反射率与水体的浑浊度之间存在着线性关系。


(二)水体反射率与叶绿素的关系 水体中的叶绿素浓度对水的光谱特性影响较为显著。水体叶绿素浓度增
加,蓝光波段的反射率明显下降,而绿光波段的反射率却明显上升。叶绿素的浓度是衡量水体初级

生产力和高营养化作用的重要指标。因此,用遥感方法可监测藻类的存在和 浓度。


自然水体中的杂质,除了悬浮无机物和叶绿素外,其它物质也会造成水 体光谱特性的变化。例如,水上油溢污染使紫外和蓝光波段反射率增高。而 水体中酸,或无机盐类的含量等,对水的反射率影响则较小,看不出差异。 综上所述,水体由于浑浊度、叶绿素或水表面性质不同,具有不同的光
谱特性变化。

自然界的水,除了水分子之外,还含有多种有机或无机杂质,光辐射与水的相互作用,也包括这些杂质。

水分子对太阳光辐射谱的强吸收出现在红外波段的2.66 μm,2.73 μm和6.27 μm,倍频在1.4 μm和1.9 μm,合频位于0.96 μm和1.1 μm。说明水对红外波段吸收非常强,即使是1 mm厚的水层也几乎全部吸收红外辐射。但水对可见光中的蓝、绿光透射率很高。因此在遥感探测图像中水的光反射率是低值(比土壤低)。

如果水中含有杂质,则水体对可见光辐射的反射,可以认为来自三个方面:①水体表面的反射;②穿透水体的水底反射;③水中悬浮物的反射。宇航遥感探测的光反射信息,就是这三者的综合信息。

水体的反射光谱与悬浮污染物的性质和含量关系密切。例如水中叶绿素含量对光的反射率影响很大,图2.6.1是叶绿素含量不同的海水反射光谱特性曲线。可见,叶绿素含量很低的海水,总体呈蓝色,在蓝光(0.4 μm)附近反射率最高,达7%。随波长增加,反射率迅速降低;叶绿素含量相对增加的海水,反射率整体降低,绿色光谱(0.4 μm)附近降低最多,最高反射率仅为3.5%;叶绿素含再增高,海水的总体反射率曲线形貌完全不同,蓝光(0.4 μm)反射率降低,0.5~0.6 μm的绿光谱段反射率增大,0.4~0.65μm谱段反射率几乎相等,说明反射光谱反应了叶绿素的特征。

含悬浮泥沙(99 mg/L)的河水,在整个可见光波段都比清水(含泥沙10 mg/L)反射率高,如图2.6.2所示。此外,实验证实水中泥沙含量增加0.6~0.7μm波段的反射率线性增加。

图2.6.1 含叶绿素海水的反射光谱特性曲线

图2.6.2 含泥沙河水的反射率

自然水体中除了上述含有藻类(叶绿素)和悬浮泥沙之外,还会有许多人为污染物。如:石油类油膜,可使蓝光波段反射率增高很多。遥感可以用来探测的油膜分布和计算油膜厚度。




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金秀瑶族自治县18232745656: 根据下图说明水体的反射光谱特征 -
庞郊伊特: 含沙量越高,反射率越大

金秀瑶族自治县18232745656: 清澈水跟浑浊水那个反射率大 -
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