olika ytfunktioner reflekterar och absorberar solens elektromagnetiska strålning på olika sätt. Reflektionsegenskaperna hos ett objekt beror på materialet och dess fysikaliska och kemiska tillstånd, ytjämnheten samt solljusets vinkel. Reflektansen hos ett material varierar också med våglängden hos den elektromagnetiska energin. Mängden reflektans från en yta kan mätas som en funktion av våglängden, detta kallas Spektralreflektans. Spektral reflektans är ett mått på hur mycket energi (i procent) en yta reflekterar vid en specifik våglängd. Många ytor reflekterar olika mängd energi i olika delar av spektrumet. Dessa skillnader i reflektans gör det möjligt att identifiera olika jordytegenskaper eller material genom att analysera deras spektrala reflektans signaturer. Spektral reflektans kurvor graf reflektansen (i procent) av objekt som en funktion av våglängder.

Spektralreflektion av jordytans egenskaper

Vegetation

i allmänhet är hälsosam vegetation en mycket bra absorberare av elektromagnetisk energi i det synliga området. Klorofyll absorberar starkt ljus vid våglängder runt 0,45 (blå) och 0,67 oc (röd) och reflekterar starkt i grönt ljus, därför uppfattar våra ögon hälsosam vegetation som grön. Friska växter har en hög reflektans i det nära infraröda mellan 0,7 och 1,3 oc. m. Detta beror främst på en hälsosam inre struktur av växtblad. Eftersom denna interna struktur varierar mellan olika växtarter kan de nära infraröda våglängderna användas för att skilja mellan olika växtarter.

vatten

i flytande tillstånd har vatten relativt låg reflektans, med klart vatten som har störst reflektans i den blå delen av den synliga delen av spektrumet. Vatten har hög absorption och praktiskt taget ingen reflektans i nära infraröda våglängder sträcker sig och bortom. Grumligt vatten har en högre reflektans i det synliga området än klart vatten. Detta gäller också för vatten som innehåller höga klorofyllkoncentrationer.

is och snö

IS och snö har i allmänhet hög reflektans över alla synliga våglängder, därav deras ljusa vita utseende. Reflektansen minskar i den nära infraröda delen och det finns mycket låg reflektans i SWIR (kortvåg infraröd). Den låga reflektionen av IS och snö i SWIR är relaterad till deras mikroskopiska flytande vatteninnehåll. Reflektans skiljer sig åt för snö och is beroende på materialets faktiska sammansättning inklusive föroreningar och kornstorlek.

Spektralreflektanskurvor för bar glaciäris, grovkornig snö och finkornig snö. Spektralband av vald sensor på jordbana satelliter visas i grått. Siffrorna i de grå rutorna hänvisar till de associerade bandnumren för varje sensor. Bildkredit: USGS

jord

bar jord har i allmänhet en ökande reflektans, med större reflektans i nära infraröd och kortvåg infraröd. Några av de faktorer som påverkar markreflektion är:

• fuktinnehåll
• jordstruktur (andel sand, silt och lera)
• ytjämnhet
• närvaro av järnoxid
• organiskt materialinnehåll

mätning av Spektralreflektans

det finns många olika sätt att spektralreflektansmönstret för ett objekt eller en yta kan registreras.Reflektansmätningar kan göras i laboratoriet, i fältet med hjälp av en fältspektrometer eller fångas av andra fjärrsensorer inklusive de som är monterade på flygplan och satellit.

samling av fältspektralreflektansmätningar för USGS-Spektralbiblioteket. Bildkredit: USGS

detaljnivån för reflektanskurvan (antal insamlade datapunkter) beror på sensorns spektralupplösning. Laboratorie-och fältspektrometrar samlar vanligtvis hundratals datapunkter och mäter procentuell reflektans hos ett material vid hundratals våglängder. Landsat 8 oli (Operational Land Imager) mäter endast reflektans vid nio olika band (eller specifika våglängder) mellan 400 och 2500 nanometer, medan avancerade hyperspektrala sensorer som luftburen synlig/infraröd Bildspektrometer (AVIRIS) mäter 224 band i samma wavelegnth-intervall.

jämförelse av spektralreflektanskurvor för alunit från fyra sensorer (Landsat TM, MODIS, AVIRIS och laboratoriesensor) med olika spektralupplösningar. Bild Kredit: USGS

i ovanstående bild har Landsat tematiska Mapper (TM) endast sex band i det synliga till kortvågsinfrarödspektrumet som inte är tillräcklig upplösning för att detektera några absorptioner som är typiska i mineraler. AVIRIS har emellertid tillräckligt Spektralområde och upplösning för att lösa många vanliga absorptionsband som finns i en mängd olika mineraler och andra föreningar.

U. S. Geological Survey Digital Spectral Library

målet för USA. Geological Survey (USGS) spektralbibliotek är att tillhandahålla referensspektra av mineraler och andra material som kan uppstå i naturen och måste särskiljas i fjärranalysdata. Spektralbiblioteket ingår som ett nyckelreferensbibliotek i kommersiella spektralbildbehandlingsprogramvarupaket inklusive envi.

utforska USGS Spectral Library ”

Interactive Spectral Reflectance Graph

använd den interaktiva grafen nedan för att titta på spektralprofilerna för vanliga ytmaterial. Data från USGS Spectral Library.

Välj material för att rita

Back

Module Home