电磁波谱
| 英文 | Electromagnetic Spectrum |
|---|---|
| 定义 | 所有类型电磁辐射的频率（或波长）范围 |
| 排序 | 从长波到短波：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线 |
| 遥感应用 | 主要利用红外线、可见光和微波波段 |
电磁波谱（Electromagnetic Spectrum）是所有电磁辐射（即电磁波）按照波长或频率排列的完整范围。从长波长的无线电波到短波长的伽马射线，所有这些辐射本质上都是同一种东西——以光速传播的能量，只是它们的波长和频率不同。
电磁波谱是遥感学的物理基础，因为遥感就是通过分析地物反射或发射的特定波段的电磁波信息来识别地物的。
遥感中常用的波段
不同的地物对不同波段的电磁波有不同的反射、吸收特性，这种特性被称为“波谱特征”。遥感传感器通过记录这些特征来区分地物。遥感中最常用的波段主要包括：
可见光 (Visible Light)
- 波长范围：约 0.4 - 0.7 微米 (μm)
- 这是人眼能感知到的波段，通常分为蓝、绿、红三个部分。
- 健康的绿色植被会强烈吸收蓝光和红光（用于光合作用），并反射绿光，因此看起来是绿色的。
- 我们日常看到的彩色照片和大部分彩色遥感影像，就是由这三个波段的图像合成的。
红外线 (Infrared)
红外波段比可见光的波长更长，通常分为近红外、短波红外和热红外。
- 近红外 (NIR)：约 0.7 - 1.3 μm
- 这是对植被监测最重要的波段。健康植被的细胞结构会强烈反射近红外线，其反射率远高于可见光波段。因此，在近红外影像上，植被会呈现非常明亮的色调。
- 将近红外波段与可见光红光波段结合，可以计算出归一化植被指数 (NDVI)，这是监测植被健康状况和覆盖度的最常用指标。
- 短波红外 (SWIR)：约 1.3 - 3.0 μm
- 这个波段对水分含量非常敏感。含水量越高，反射率越低。因此，它常被用于监测土壤湿度、植被水分状况以及区分雪和云（雪在SWIR波段是强吸收体，影像上很暗，而云是强反射体，很亮）。
- 热红外 (TIR)：约 3.0 - 15.0 μm
- 任何有温度的物体都会发射热红外辐射。这个波段感知的不是反射的太阳光，而是物体自身的热量。因此，它可以用于监测地表温度、城市热岛效应、森林火灾等。
微波 (Microwave)
- 波长范围：约 1 毫米 - 1 米
- 这是雷达系统使用的波段。微波最大的优势是能够穿透云、雾、雨和一定的植被、地表，实现全天时、全天候的观测。
- 它对地物的几何结构和介电常数（含水量）敏感，因此在监测洪水、地表形变、海冰等方面有独特优势。