różne cechy powierzchni odbijają i pochłaniają promieniowanie elektromagnetyczne słońca na różne sposoby. Właściwości odbicia zależą od materiału i jego stanu fizycznego i chemicznego, chropowatości powierzchni oraz kąta padania światła słonecznego. Odbicie materiału zmienia się również w zależności od długości fali energii elektromagnetycznej. Wielkość odbicia od powierzchni może być mierzona jako funkcja długości fali, jest to określane jako odbicie widmowe. Odbicie widmowe jest miarą tego, ile energii (jako procent) powierzchnia odbija się przy określonej długości fali. Wiele powierzchni odzwierciedla różne ilości energii w różnych częściach widma. Te różnice w odbiciu umożliwiają identyfikację różnych cech powierzchni ziemi lub materiałów poprzez analizę ich spektralnych sygnatur odbicia. Widmowe krzywe odbicia wykresują odbicie (w procentach) obiektów w funkcji długości fal.

spektralne odbicie powierzchni Ziemi cechy

roślinność

ogólnie zdrowa roślinność jest bardzo dobrym pochłaniaczem energii elektromagnetycznej w obszarze widzialnym. Chlorofil silnie absorbuje światło o długości fali około 0,45 (niebieski) i 0,67 µm (czerwony) i odbija się silnie w świetle zielonym, dlatego nasze oczy postrzegają zdrową roślinność jako zieloną. Zdrowe rośliny mają wysoki współczynnik odbicia w bliskiej podczerwieni od 0,7 do 1,3 µm. Wynika to przede wszystkim ze zdrowej wewnętrznej struktury liści roślin. Ponieważ ta wewnętrzna struktura różni się między różnymi gatunkami roślin, fale bliskiej podczerwieni mogą być używane do rozróżniania różnych gatunków roślin.

woda

w stanie ciekłym woda ma stosunkowo niski współczynnik odbicia, a czysta woda ma największy współczynnik odbicia w niebieskiej części widzialnej części widma. Woda ma wysoką absorpcję i praktycznie brak odbicia w zakresie fal bliskiej podczerwieni i poza nią. Mętna woda ma wyższy współczynnik odbicia w widocznym obszarze niż czysta woda. Dotyczy to również wód o wysokim stężeniu chlorofilu.

lód i śnieg

lód i śnieg na ogół mają wysoki współczynnik odbicia we wszystkich widzialnych długościach fal, stąd ich jasny biały wygląd. Odbicie zmniejsza się w części bliskiej podczerwieni i jest bardzo niski współczynnik odbicia w wir (podczerwień krótkofalowa). Niskie odbicie lodu i śniegu w wirze jest związane z ich mikroskopijną zawartością ciekłej wody. Współczynnik odbicia różni się dla śniegu i lodu w zależności od rzeczywistego składu materiału, w tym zanieczyszczeń i wielkości ziarna.

widmowe krzywe odbicia gołego lodu lodowca, śniegu gruboziarnistego i śniegu drobnoziarnistego. Pasma widmowe wybranych czujników na satelitach orbitujących wokół Ziemi są pokazane w kolorze szarym. Liczby w szarych polach odnoszą się do powiązanych numerów pasm każdego czujnika. Kredyt obrazu: USGS

gleba

Naga gleba na ogół ma zwiększony współczynnik odbicia, z większym współczynnikiem odbicia w bliskiej podczerwieni i podczerwieni krótkofalowej. Niektóre z czynników wpływających na odbicie gleby to:

• Wilgotność
• Tekstura gleby (proporcja piasku, mułu i gliny)
• chropowatość powierzchni
• obecność tlenku żelaza
• zawartość materii organicznej

pomiar spektralnego odbicia

istnieje wiele różnych sposobów rejestrowania spektralnego odbicia obiektu lub powierzchni.Pomiary odbicia mogą być wykonywane w laboratorium, w terenie za pomocą spektrometru polowego lub rejestrowane przez inne czujniki zdalne, w tym te zamontowane na statkach powietrznych i satelitarnych.

zbiór pomiarów spektralnego odbicia pola dla Biblioteki spektralnej USGS. Kredyt obrazu: USGS

poziom szczegółowości krzywej odbicia (liczba zebranych punktów danych) zależy od rozdzielczości spektralnej czujnika. Spektrometry laboratoryjne i polowe zazwyczaj zbierają setki punktów danych, mierząc procentowy współczynnik odbicia materiału przy setkach długości fal. Landsat 8 OLI (Operational Land Imager) mierzy tylko odbicie w dziewięciu różnych pasmach (lub określonych długościach fal) między nanometrami 400 do 2500, podczas gdy zaawansowane czujniki hiperspektralne, takie jak Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS), mierzą pasma 224 w tym samym zakresie fal.

porównanie krzywych odbicia spektralnego dla alunite z czterech czujników (Landsat TM, MODIS, AVIRIS i czujnik laboratoryjny) o różnych rozdzielczościach spektralnych. Kredyt Wizerunkowy: USGS

na powyższym zdjęciu Landsat Thematic Mapper (TM) ma tylko sześć pasm w widmie widzialnym do krótkofalowego podczerwieni, które nie jest wystarczającą rozdzielczością do wykrycia jakichkolwiek absorpcji typowych dla minerałów. AVIRIS ma jednak wystarczający zakres spektralny i rozdzielczość, aby rozwiązać wiele powszechnych pasm absorpcji występujących w szerokiej gamie minerałów i innych związków.

U. S. Geological Survey Digital Spectral Library

Geological Survey (USGS) spectral library ma zapewnić widma referencyjne minerałów i innych materiałów, które można napotkać w przyrodzie i muszą być rozróżniane w danych teledetekcyjnych. Spectral library jest dołączona jako kluczowa biblioteka referencyjna w komercyjnych pakietach oprogramowania do przetwarzania obrazów spektralnych, w tym ENVI.

poznaj bibliotekę spektralną USGS”

Interaktywny Wykres odbicia spektralnego

użyj poniższego interaktywnego wykresu, aby przyjrzeć się profilom spektralnym wspólnych materiałów powierzchniowych. Dane z biblioteki spektralnej USGS.

Wybierz materiał do wykresu

← Wstecz

Strona główna modułu