二、红外航空像片
红外航空像片是航空摄影机用红外感光材料进行摄影成像的,其成像过程与黑白航空像片相同。红外感光材料的感光波长一般为 0.4—0.9μm(有的已扩展到 1.3μm),包括了可见光和近红外的一部分(光红外)。所探测和记录的是地物和现象反射可见光和近红外波段的强弱变化。红外航空像片,有黑白红外航空像片和彩色红外航空像片两种。
(一)黑白红外航空像片
黑白红外航空像片与黑白航空像片一样,都是以深浅不同的黑白色调反映地物和现象的。但由于所使用的波段不同,二者色调特征不完全相同,特别对于植被、水体等地物表现更为明显。
植物的光谱特性,对可见光是吸收得多,反射得少,在反射的可见光中又以绿色较多。而全色胶片对绿色光感光又较弱,所以在黑白全色像片上绿色植物的影像色调较深。绿色植物对近红外线具有较强的反射率。所以,在黑白红外像片上绿色植物的影像色调一般较浅,特别是生长期中的嫩树叶、青草和庄稼,其色调显得更浅。
不同树种对近红外线的反射率是不同的,如油松在近红外波段反射率比阔叶树水曲柳的反射率约低近一倍,在红外像片上油松的色调较深。所以, 在近红外像片上一般能区分不同的树种。农作物发生病虫害时,人眼尚未发现时,作物叶子的细胞色素就已经遭到破坏。近红外波段的反射率降低,影像色调变深,据此能预报农作物病虫害的情况。因此,红外像片在农、林业中得到广泛的应用。
水对近红外波段强烈吸收,所以水体在近红外像片上常成深灰,甚至为
黑色调。其色调变化的规律与水的深浅、混浊程度有关,水越深,越清澈, 吸收红外线的能力就越强,影像色调也就越深。红外像片的这个特点对水资源调查提供了有利条件。
由于红外线波长较长,散射作用相对较小,所以红外像片影像抗干扰能力强,影像反差有较大改善,有利于判读。但有时由于山体阴影深重也会遮挡地物的细节,对判读造成不利影响。
总之,由于黑白红外航空像片不同于黑白全色航空像片,在判读时应特别注意对地物光谱特性的了解和掌握。根据地物光谱特性及结合实际情况(摄影条件、环境特点等)分析像片上色调的变化,即不难掌握红外像片的判读。
(二)彩色红外航空像片
彩色红外航空像片是使用彩色红外感光片和黄色滤光镜头配合在空中成像的。彩色红外感光片涂有三层感光乳剂,而黄色滤光镜可将进入镜头的蓝光吸收掉,而将绿光记录后呈蓝色,红光记录呈绿色,近红外线记录呈红色, 三层乳剂层叠加得到一幅彩色红外像片。彩色红外像片上地物所呈现出的颜色一般与实际地物的色彩不相同,所以,这种像片又称为假彩色像片。
自然界物体反射的光线,一般都不是单一一种色光,例如绿色植物,在可见光、近红外波段(0.4—1.3μm),有二个反射率较大的峰,一个为绿光
(0.55μm 左右),另一个为近红外(0.8—1.3μm)。因此绿色植物在彩色红外像片上的色彩就成为蓝色(绿→蓝)和红色(近红外→红)二色的叠加, 而生成品红色。植物的红外反射峰比绿光反射峰大很多(3—5 倍),所以绿色植物在像片上往往呈现偏红的色彩。由于植物种类的不同,以及物候期各异,因此,不同植物所呈现的色彩亦有差别,一般在品红到红色、深红之间变化。根据像片上色彩的变化,即可识别出不同的植物,并可对植物生长发育变化,作物病虫害的发生做出分析和预报。
水强烈吸收红外光,并吸收红光,对蓝绿光反射稍强些。因此,水体在彩红外像片上常呈蓝黑色、蓝灰色;清澈的净水呈蓝色,当水含泥沙或受污染,长波反射增强,影像色彩发生变化,从蓝向青、黄变化。因此,彩红外像片对清水、浊水、受污染水及土壤湿度等有较好的反映,易于判读。
居民地因房屋材料不同,在彩红外像片上呈现不同的颜色,如青瓦房一般呈灰蓝色;红瓦房、新草房由于反射红光、红外光而呈浅黄色;旧草房则呈灰色、深灰色。
彩色红外像片由于黄色滤光镜的滤光作用,消除或减少了短波蓝光散射的影响,使像片反差得到改善,影像清晰度提高,色彩更为鲜艳,为各种判读提供了良好的基础。因此,目前彩色红外航空像片已广泛应用于农业、林业、地质找矿、水文等自然资源的调查和环境监测评价等方面。特别是近年来在开展城市遥感中,利用彩色红外像片对城市绿地、城市土地利用调查以及污染的监测和评价,城市管理和规划发挥了很大作用,取得一系列研究成果,显示出彩色红外航空像片所具有的优越性。