verschillende oppervlaktefuncties reflecteren en absorberen de elektromagnetische straling van de zon op verschillende manieren. De reflectie-eigenschappen van een object zijn afhankelijk van het materiaal en de fysische en chemische toestand, de oppervlakteruwheid en de hoek van het zonlicht. De reflectie van een materiaal varieert ook met de golflengte van de elektromagnetische energie. De hoeveelheid reflectie van een oppervlak kan worden gemeten als functie van golflengte, dit wordt aangeduid als spectrale reflectie. Spectrale reflectie is een maat voor hoeveel energie (als een percentage) een oppervlak reflecteert op een specifieke golflengte. Veel oppervlakken reflecteren verschillende hoeveelheden energie in verschillende delen van het spectrum. Deze verschillen in reflectie maken het mogelijk om verschillende eigenschappen of materialen van het aardoppervlak te identificeren door hun spectrale reflectiesignaturen te analyseren. Spectrale reflectiecurves grafiek de reflectie (in procenten) van objecten als functie van golflengten.

spectrale reflectie van eigenschappen van het aardoppervlak

vegetatie

over het algemeen is gezonde vegetatie een zeer goede absorber van elektromagnetische energie in het zichtbare gebied. Chlorofyl absorbeert sterk licht bij golflengten rond 0,45 (blauw) en 0,67 µm (rood) en reflecteert sterk in groen licht, daarom nemen onze ogen gezonde vegetatie als groen waar. Gezonde planten hebben een hoge reflectie in het nabij-infrarood tussen 0,7 en 1,3 µm. Dit komt vooral door een gezonde interne structuur van plantenbladeren. Aangezien deze interne structuur tussen verschillende plantensoorten varieert, kunnen de nabije infrarode golflengten worden gebruikt om verschillende plantensoorten te onderscheiden.

Water

in vloeibare toestand heeft water een relatief lage reflectie, waarbij helder water de grootste reflectie heeft in het blauwe gedeelte van het zichtbare deel van het spectrum. Water heeft een hoge absorptie en vrijwel geen reflectie in de buurt van infrarood golflengten bereik en daarbuiten. Troebel water heeft een hogere reflectie in het zichtbare gebied dan helder water. Dit geldt ook voor wateren met hoge chlorofylconcentraties.

ijs en sneeuw

ijs en sneeuw hebben over het algemeen een hoge reflectie over alle zichtbare golflengten, vandaar hun helderwit uiterlijk. De reflectie neemt af in het nabij-infrarode gedeelte en er is een zeer lage reflectie in de SWIR (kortegolf-infrarood). De lage reflectie van ijs en sneeuw in de SWIR is gerelateerd aan hun microscopisch vloeibaar watergehalte. Reflectie verschilt voor sneeuw en ijs afhankelijk van de werkelijke samenstelling van het materiaal met inbegrip van onzuiverheden en korrelgrootte.

spectrale reflectiecurven van kaal gletsjerijs, Grove sneeuw en fijnkorrelige sneeuw. Spectrale banden van geselecteerde sensor op aarde-orbiting satellieten worden weergegeven in grijs. De nummers in de grijze vakken verwijzen naar de bijbehorende bandnummers van elke sensor. Beeld door: USGS

bodem

kale grond heeft over het algemeen een toenemende reflectie, met een grotere reflectie in nabij-infrarood en kortegolf infrarood. Enkele factoren die van invloed zijn op de reflectie van de bodem zijn::

• vochtgehalte
• bodemtextuur (verhouding zand, slib en klei)
• oppervlakteruwheid
• aanwezigheid van ijzeroxide
• gehalte aan organische stof

meting van de spectrale reflectie

het spectrale reflectiepatroon van een object of oppervlak kan op veel verschillende manieren worden geregistreerd.Reflectiemetingen kunnen worden uitgevoerd in het laboratorium, in het veld met behulp van een veldspectrometer of worden vastgelegd door andere sensoren op afstand, waaronder sensoren die op vliegtuigen en satellieten zijn gemonteerd.

verzameling van veldspectrale reflectiemetingen voor de USGS spectrale bibliotheek. Beeld: USGS

het detailniveau van de reflectiecurve (aantal verzamelde datapunten) hangt af van de spectrale resolutie van de sensor. Laboratorium-en veldspectrometers verzamelen meestal honderden datapunten, waarbij de procentuele reflectie van een materiaal bij honderden golflengten wordt gemeten. De Landsat 8 OLI (Operational Land Imager) meet alleen de reflectie op negen verschillende banden (of specifieke golflengten) tussen 400 en 2500 nanometer, terwijl geavanceerde hyperspectrale sensoren zoals Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) 224 banden in hetzelfde wavelegnth bereik meten.

vergelijking van spectrale reflectiecurves voor aluniet van vier sensoren (Landsat TM, MODIS, AVIRIS en laboratoriumsensor) met verschillende spectrale resoluties. Beeld Door: USGS

in bovenstaande afbeelding heeft de Landsat Thematic Mapper (TM) slechts zes banden in het zichtbare tot kortegolf-infraroodspectrum, wat niet voldoende resolutie is om typische absorpties in mineralen te detecteren. AVIRIS, echter, heeft voldoende spectrale waaier en resolutie om vele gemeenschappelijke absorptiebanden op te lossen die in een grote verscheidenheid van mineralen en andere samenstellingen worden gevonden.

U. S. Geological Survey Digital Spectral Library

Het doel van de U. S. Geological Survey (USGS) spectrale bibliotheek is bedoeld om referentiespectra van mineralen en andere materialen die kunnen worden aangetroffen in de natuur en moeten worden onderscheiden in remote-sensing data. De spectrale bibliotheek is opgenomen als een belangrijke referentie bibliotheek in commerciële spectrale beeldverwerking software pakketten, waaronder ENVI.

verken de USGS spectrale bibliotheek ”

interactieve spectrale Reflectiegrafiek

Gebruik de onderstaande interactieve grafiek om de spectrale profielen van gewone oppervlaktematerialen te bekijken. Gegevens van de USGS Spectral Library.

Selecteer materiaal naar grafiek

← terug

Module Home