电磁波谱及微波遥感技术

按电磁波在真空中的波长或频率依顺序将其划分成波段，排列成谱即为电磁波谱。电磁波产生的方式有多种多样，例如电磁振荡，赫兹发现电磁波就是通过电磁振荡发现的。而分子的热运动也能产生电磁波。晶体、分子或原子的电子能级跃迁，原子核的振动与转动，内层电子的能级跃迁，原子核内的能级跃迁也都能产生电磁波。只是它们产生电磁波的波长不同。波长越短，频率越高，能量就越大。无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等都是电磁波，只不过它们波长（或者说频率）不同罢了。表2-1给出电磁波的分类及其名称。

表2-1　电磁波的分类及其名称

目前遥感应用的各波段如下：

1.紫外线

紫外线的波长在0.01～0.4 μm，主要源于太阳辐射。由于太阳辐射通过大气层时，大部分被吸收，只有0.3～0.4 μm的紫外线能部分地穿过大气层，而且散射严重，因此大多数地物在该波段的反差较小，仅部分地物如萤石和石油在此波段可以表现出来。因此除了在石油普查勘探中紫外遥感有一定作用外，在其他应用领域基本不使用。另外，大气层中臭氧对紫外线有强烈的吸收与散射作用，而臭氧层主要位于大气的平流层中，因此紫外遥感通常在2000 m高度以外进行。(www.xing528.com)

2.可见光

可见光波长在0.38～0.76 μm，是太阳辐射的主辐射区。在这一波段，尽管大气对它也有一定的吸收和散射作用，但影响不大，它是遥感成像所使用的主要波段。其成像与我们普通所说的照相机使用的波段基本一致，原理也相同。在此波段，大部分地物都有良好的颜色反射特征，不同地物在此波段的图像容易区分。为进一步探测地物间的细微差别，可将此波段分为红波段（0.6～0.7μm）、绿波段（0.5～0.6μm）、蓝波段（0.4～0.5μm）。这种分波段成像的方法称为多光谱遥感。航空、航天遥感成像中均用到可见光波段。

3.红外线

红外线波长在0.7 μm～1 mm，近红外和短波红外主要源于太阳辐射，中红外和热红外主要源于太阳辐射及地物热辐射，而远红外主要源于地物热辐射。红外线波段较宽，在此波段地物间不同的反射特性和发射特性都可以较好地表现出来，因此该波段在遥感成像中也有重要的应用。在整个红外线波段内进行的遥感称为红外遥感，按其内部波段的详细划分又可将红外遥感分为近红外遥感、热红外遥感等。

4.微波

使用微波波段的遥感称为微波遥感。微波波长在1 mm～1 m，由于其波长比可见光、红外线要长很多，它受大气层中云、雾的散射干扰要小，因此能全天候进行遥感监测。由于地物在微波波段的辐射能量较小，为了能够利用微波的优势进行遥感，一般由传感器主动向地面目标发射电磁波，然后记录地物反射回来的电磁波能量，因此这种遥感又称为主动遥感。由于微波遥感是采用主动方式进行的，不受光照等条件的限制，白天、晚上均可进行地物的微波特性成像，因此微波遥感是一种全天时的遥感技术。