1. Физические основы
Спектральные свойства отражения
Дистанционное зондирование основывается на измерении отражённого или испущенного излучения от разлучных тел. Тела с различными поверхностями отражают или поглощают солнечное излучение по-разному. Отражающие свойства объекта зависят от конкретного материала и его физического и химического состояния (например, влажности), неровностей поверхности и геометрических обстоятельств (например, угол падения солнечного света). Наиболее важные особенности поверхности - цвет, структура и текстура поверхности.
Эти различия позволяют идентифицировать различные особенности или материалы на поверхности Земли путём анализа их особенностей спектра отражения или спектральных профилей волны. Эти профили могут быть визуализированы в качестве т.н. спектральных кривых отражения как функции длины волны. График справа демонстрирует типичные спектральные кривые отражения для трёх основных типов земной поверхности: зелёная растительность, сухая голая земля и открытая вода.
Спектральная кривая отражения здоровой зелёной растительности имеет существенный минимум отражения в видимой части электромагнитного спектра из-за пигментов в листьях растений. Отражение сильно увеличивается в ближнем инфракрасном диапазоне. Вялая растительность также может быть обнаружена, потому что вялая растительность существенно меньше отражает в инфракрасном диапазоне.
Дальнейшая информация о характерных спектральных особенностях растительности в разделе Дистанционное зондирование и GIS в сельском хозяйстве.
Спектральная кривая отражения голой земли меняется гораздо меньше. На кривую отражения влияет влажность, текстура почвы, неровность поверхности, наличие оксида железа и органики. Эти факторы менее влиятельны, чем характерные особенности поглощения в спектре отражения растительности.
Источник: Siegmund, Menz 2005 with modifications
Для водяной кривой характерно сильное поглощение в ближнем инфракрасном диапазоне и далее. Из-за этого поглощения водоёмы и содержащие воду детали могут быть легко идентефицированы, обнаружены и выделены с помощью данных дистанционного зондирования. Мутная вода имеет больший коэффициент отражения в видимой области, чем чистая. Это также верно для водоёмов с высокой концентраицей хлорофилла. Такие характерные особенности отражения используются для обнаружения колоний водорослей и загрязнений, таких как разливы нефти или промышленные стоки (дальнейшая информация об отражениях в воде в разделе Цвет океана в прибрежных зонах).
