第三节 大气和环境对遥感的影响

太阳辐射经过大气层入射到地面，而地面对太阳辐射的反射，也要经过大气才能被遥感传感器接收。图 2-13 为通过大气到达空气中传感器的太阳辐射的传输过程示意图。传感器在天底方向所接收到的辐射是两次通过大气而受到衰减的太阳辐射：一次是太阳辐射从大气外界通过倾斜路径到达地面（包括太阳直接辐射和天空光形式的散射辐射）；二次是到达地面的太阳辐射经过地物的反射，垂直向上又一次经过大气。因此，由于大气对太阳辐射的反射、吸收和散射，使传感器在天底方向记录的总辐射亮度 L，包括地物的辐射亮度 Ls 和天空光的辐射亮度 LA（云的反射和大气微粒的散射辐射）二部分。即：

L=LS+LA （2-20）

式 中 ： LS 的 数 学 式 为 ：

1 λ 2

Ls (λ) = π ∫λ

E(λ)τβ (λ) τz (λ)ρ(λ)R(λ) sin βdλ

（2 − 21）

式中：E（λ）——大气层顶部的太阳光谱辐照度； τβ（λ）——太阳高度角为β时，大气光谱透射率； τz（λ）——大气在天顶方向的光谱透射率； ρ（λ）—— 地 物 的 光 谱 反 射 率 ； R（γ）——传感器通道的光谱响应曲线。

天空光的辐射亮度 LA 的数学式为：

1 λ 2

L(λ) = π ∫λ

E(λ)r(λ)R(λ)dλ

（2 - 22）

式中：r（λ）表示地球大气的反射和散射因子。由（2-21）和（2-22）式得到传感器任何一个通道记录的总辐射亮度 L（λ）为：

1 λ 2

L(λ) = π ∫λ

E(λ)·R(λ)·[τβ (λ)·τz (λ)·ρ(λ)· sinβ + r(λ)]dλ

（2-23）

式（2-23）为空中遥测地面辐射亮度的基本数学模式。它表示出在一定的太阳辐照度和大气条件下，遥感器系统任何一个通道获取的地物辐射亮度，与相应波段地物光谱反射率成正比。每个通道有确定的 R（λ）值。