远程传感器和仪器

所有旨在监测地球表面的遥感系统都依赖于由地表特征扩散反射或发射的能量。根据EMR的来源以及该能量与地表的相关相互作用，目前的遥感系统可分为三类。

反射太阳辐射传感器

这些传感器系统探测从地表特征向上扩散反射(散射)的太阳辐射。的波长范围提供有用信息的包括紫外线、可见光、近红外和中红外范围。反射式太阳传感系统可以区分具有不同波长特定吸收模式的材料，这与材料的化学组成和物理结构有关。因为它们依赖阳光作为来源，这些系统只能在白天提供有用的图像。不断变化的大气条件和光照随时间和季节的变化会造成解释问题。云层是一个特别的问题。反射式太阳能遥感系统是用于监测地球资源的最常见类型。

热红外传感器

传感器可以检测热红外由地物发出的辐射可以揭示地球表面的信息热性能这些材料。由于地表特征的温度在一天中会发生变化，热红外传感系统对获取图像的时间非常敏感。

成像雷达传感器

而不是依靠一个自然源，这些系统用广播微波辐射“照亮”表面，然后测量扩散反射回传感器的能量。返回的能量提供了关于表面材料的表面粗糙度和含水量以及陆地表面形状的信息。长波微波在大气中几乎不受散射影响，甚至能穿透厚厚的云层。因此，成像雷达在多云的热带地区特别有用。

远程- - - - - -传感仪器或主动或被动，并进一步分为扫描和指向仪器，其中扫描仪器是最常用的。此外，遥感仪器通常是多光谱的，也就是说，它们探测到多种波长的辐射。

活跃的工具

一种能传送自己信号的遥感仪器电磁辐射探测一个物体或扫描一个区域进行观测并接收反射或反向散射的辐射称为有源仪器。例如雷达、散射计和激光雷达。

•雷达(无线电探测和测距):雷达使用以无线电或微波频率工作的发射机发射电磁辐射，并使用定向天线或接收器测量来自远处物体的辐射的反射或后向散射。到物体的距离可以确定，因为电磁辐射以光速传播。

散射计:散射计是一种雷达，用于测量被观察物体表面的后向散射系数。后向散射系数可用于定义表面特征，如表面粗糙度、水分含量和介电特性。在海洋表面，微波光谱区域的后向散射系数的测量可以用来推导表面地图风速和方向。

•激光雷达(光探测和测距):激光雷达使用激光(通过受激辐射放大光)来传输光脉冲，并使用带有灵敏探测器的接收器来测量后向散射或反射光。到物体的距离是通过记录发射脉冲和后向散射脉冲之间的时间，并使用光速来计算行进的距离来确定的。激光雷达可以确定大气中气溶胶、云和其他成分的轮廓。

•激光高度计:激光高度计使用激光雷达，通过测量仪器平台到下方表面的距离来测量仪器平台的高度。通过独立知道平台的位置，可以确定下垫面地形。

被动的工具

被动式仪器只能感知被观察物体发出的辐射或被物体从仪器以外的源反射的辐射。反射的阳光是被动式仪器所感应到的最常见的外部辐射源。使用了各种类型的无源仪器，包括辐射计和光谱仪。

•辐射计:该仪器定量测量电磁辐射的强度在某些波段的波长在光谱。通常，辐射计是根据它所覆盖的光谱部分来进一步识别的，例如，可见光、红外或微波。

•成像辐射计:辐射计包括扫描功能，以提供一个二维像素阵列，从中可以产生图像。一组探测器可以进行机械扫描或电子扫描。

•分光辐射计(光谱仪):光谱仪具有测量多个波长波段(即多光谱)辐射的能力，通常具有相对高光谱分辨率的波段，用于遥感特定参数，如海洋表面温度、云特征海洋颜色、植被以及大气中的微量化学物质。

•成像光谱仪:高光谱图像由称为成像光谱仪的仪器产生。这些复杂传感器的发展涉及到两种相关但截然不同的技术的融合:地球和行星表面的远程成像和光谱学。

光谱学是研究物质发出或反射的光及其能量随波长的变化。光谱学应用于光学遥感领域时，主要研究的是阳光光谱它被地球表面的物质漫反射(散射)。光谱仪(或光谱仪辐射计)用于地面或实验室测量从测试材料反射的光。分光计中的光学色散元件，如光栅或棱镜，将这些光分割成许多狭窄的相邻波长带，并且一个单独的探测器测量每个波段的能量(图7.4)。通过使用数百甚至数千个探测器，光谱仪可以在宽波长范围内(至少0.4到2.4 nm(通过中红外波长范围可见)对窄至0.01卡塞的波段进行光谱测量。远程传感器用于聚焦和测量从地球表面许多相邻区域反射的光。在许多传感器中，随着传感器平台的移动，小区域的连续测量以一致的几何模式进行，并需要后续处理将其组装成图像。直到最近，由于探测器设计的限制以及数据存储、传输和处理的要求，传感器被限制在一个或几个相对较宽的波长波段。这些领域的最新进展使得远程传感器的设计具有与地面光谱仪相当的光谱范围和分辨率。

继续阅读:的光谱特征

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