遥感技术是建立在物体电磁波辐射理论基础上的。不同物体具有各自的电磁波反射或辐射特性，基于此才可能应用遥感技术探测和研究远距离的物体（图1-1）。本章主要围绕遥感物理基础、遥感成像原理以及遥感图像特征等进行阐述。重点掌握电磁波、地物光谱特征、大气对太阳辐射的影响、不同遥感成像原理以及遥感图像特征等。

1.1.1 电磁波

（1）电磁波 （Electro Magnetic）

一个简单的偶极振子的电路，电流在导线中往复震荡，两端出现正负交替的等量异种电荷，类似电视台的天线，不断向外辐射能量，同时在电路中不断的补充能量，以维持偶极振子的稳定振荡。当电磁振荡进入空间，变化的磁场激发了涡旋电场，变化的电场又激发了涡旋磁场，使电磁振荡在空间传播，即为电磁波（图1-2，图1-3）。

（2）电磁辐射

电磁场在空间的直接传播称为电磁辐射。 1887 年德国物理学家赫兹由两个带电小球的火花放电实验，证实了电磁场在空间的直接传播，验证了电磁辐射的存在。装载在遥感平台上的遥感器系统，接收来自地表、地球大气物质的电磁辐射，经过成像仪器，形成遥感影像。

1.1.2 电磁波谱

γ 射线、 X 射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波（微波、短波、中波、长波和超长波等）在真空中按照波长或频率递增或递减顺序排列，构成了电磁波谱（图1-4）。

可见光范围0.4-0.75μm。红色波0.75-0.62μm；橙色波0.62-0.59μm；黄色波0.59-0.56μm；绿色波0.56-0.50μm；青色波0.50-0.48μm ；蓝色波0.48-0.45μm ；紫色波0.45-0.40μm；

其它一些电磁波波长范围：

γ 射线：波长小于0.3埃； X射线：波长0.3埃-3纳米；紫外线 波长3纳米-0.4微米；可见光：0.4微米-0.75微米；近红外：0.75微米-3微米；中红外：3微米-6微米；远红外：6微米-15微米；超远红外 15微米-1000微米

毫米波 1毫米-10毫米；厘米波 1厘米-10厘米 ；分米波 10厘米-1米； 超短波 1米-10米；短波 10米-100米；中短波 100米-1000米 ；长波1000米-3000米

其中：1毫米（mm）=1000微米（μm） 1微米（μm）=1000纳米（nm） 1纳米=10埃（Å）

 

1.1.3 遥感常用电磁波段的主要特性

紫外线 (0.01-0.38μm )：碳酸盐岩、水面飘浮的油膜反射强，用于探测碳酸盐的分布和油污染监测。

可见光（0.38-0.76μm）：鉴别物质特征的主要波段，采用光学摄影、扫描方式接收和记录地物可见光的反射特征。

红外线（0.76-1000μm）：近红外（0.76-3.0μm）在性质上与可见光相似，主要是地表面反射太阳的红外辐射，又称为光红外或反射红外。采用光学摄影、扫描方式接收和记录地物对太阳辐射的红外反射特征。中红外3.0-6.0 μm、远红外6.0-15.0 μm和超远红外15-1000 μm是产生热感的原因，又称为热红外。红外遥感采用热感应方式探测地物本身的辐射（如热污染、火山、森林火灾等），可以进行全天时（日夜）遥感。

微波（1mm-1m）：波长比可见光、红外线长，能穿透云雾而不受天气影响，进行全天候全天时的遥感探测。采用主动或被动工作方式，对某些物质具有一定的穿透能力，能直接透过植被、冰雪、土壤等表面覆盖物。