1. Физични основи
Свойства на спектралната отражателна способност
Дистанционните изследвания се базират на измерването на отразената или излъчена радиация от различни тела. Предметите с различни повърхностни характеристики отразяват или поглъщат слънчевата радиация по различен начин. Отражателните свойства на един предмет зависят от конкретния материал и неговото физическо и химическо състояние (напр. влага), неравностите на повърхността, както и от геометричните обстоятелства (напр. ъгъла на падане на слънчевата светлина). Най-важните качества на повърхността са цвят, структура и текстура.
Тези разлики дават възможност да се идентифицират различни свойства на земната повърхност или материали, като се анализират техните спектрални отражателни характеристики или спектрални сигнатури. Тези сигнатури могат да се визуализират във вид на т.нар. спектрални отражателни криви като функция на дължината на вълната. На фигурата в дясната колонка са показани типичните спектрални отражателни криви на три основни вида земни обекти: зелена растителност, суха гола почва и бистра вода.
Спектралните отражателни криви на здравата зелена растителност имат значителен минимум отражателна способност във видимата част на електромагнитния спектър вследствие на пигментите в листата на растенията. Отражателната способност се повишава значително в близко инфрачервената област. Стресираната растителност също може да се различи, понеже тя има значително по-малка отражателна способност в близко инфрачервената област.
Повече за спектралните сигнатури на растителността можете да намерите в учебния модул Дистанционни изследвания и ГИС в земеделието.
Спектралната отражателна крива на голата почва е много по-слабо променлива. Отражателната крива се влияе от съдържанието на влага, текстурата на почвата, неравностите на повърхността, наличието на железен окис и органични вещества. Тези фактори не са толкова доминиращи, колкото характеристиките на поглъщане, наблюдавани в отражателните спектри на растителността.
Източник: Siegmund, Menz 2005 с модификации
Спектралната сигнатура на водата се характеризира с висока степен на поглъщане в близкоинфрачервения диапазон на дължината на вълната и след него. Поради това свойство на поглъщане водните тела, както и обектите, съдържащи вода, могат лесно да се различат, локализират и очертаят с помощта на данни от дистанционните изследвания. Мътната вода има по-висока отражателна способност във видимия диапазон от бистрата вода. Това е вярно и за води с висока концентрация на хлорофил. Тези отражателни особености се използват за различаване на колонии от водорасли както и на замърсявания, като петролни разливи или води, съдържащи индустриални отпадъци (повече за различните отражения във вода може да намерите в учебния модул Цвят на океана в крайбрежната зона).
