Спектральная отражательная способность природных объектов

Спектральная отражательная способность природных объектов

Фундаментальные исслед-я по спектрометрированию выполнил Е. Л. Кринов еще в 40-х годах прошлого века. Положив начало работам по оптике л-тов, он разработал первую спектрометрическую класс-цию, к-рая со временем стала классической. По спектральной яркости в видимом диапазоне, где получен наибольший объем экспериментальных данных, все многообразие объектов зем. пов-ти отчетливо делится на несколько классов, каждый из к-рых отличается по хар-ру спек-тральной отражательной способности.

I. Горные породы и почвы харак-ся увеличением коэф-тов спектральной яркости по мере приближения к красной зоне спектра. Спектральная яркость горных пород зависит от входящих в их состав минералов и элементов, а почв - от содержания соед-й железа и гумуса.

II. Растительный покров отличается характерным максимумом отражат-ой способности в зеленой (0,55 мкм), минимумом - в красной (0,66 мкм) и резким увеличением отражения в ближней инфракрасной зоне. Низкая отражат-ая способность вегетирующих растений в красной зоне связана с поглощением, а ее увеличение в зеленой зоне - с отражением этих лучей хлорофиллом. Большие коэф-ты яркости в ближней инфракрасной зоне объясняются пропусканием этих лучей хлорофиллом и отражением их от внутренних тканей листа.

III. Водные пов-ти харак-ся самыми низкими значениями и монотонным уменьшением отражательной способности от сине-фиолетовой к красной зоне спектра, поскольку длинноволновое излучение сильнее поглощается водой.

IV. Снежный покров обладает наиболее высокими значениями коэф-тов спектральной яркости с небольшим их понижением в ближней инфракрасной зоне спектра. Близки к этому классу

по хар-ру отражения облачные образования, к-рые имеют несколько узких полос поглощения в длинноволновой части спектра.

Общим для всех объектов явл-ся понижение коэф-та спектральной яркости в зоне 2-3 мкм. Обращают на себя внимание два минимума у кривых при длинах волн 1,43 и 1,93 мкм, обусловленные полосами поглощения воды. Особенно они заметны у кривой отражения зеленой растит-ти, где они добавляются к уже отмеченному минимуму в зоне 0,66 мкм.

Спектральная отражательная способность, по к-рой разделены классы, различается и у объектов внутри класса.

Коэф-ты спектральной яркости варьируют в опред-ых пределах и для объектов одного вида. Так, на отражательную способность горных пород влияют запыленность, разл. поверхностные выцветы и корки, спектральное отражение к-рых по сравнению с исх. породой может существенно отличаться. При повышении влажности почв их яркость уменьшается (при полном насыщении водой - в 2 раза), но хар-р кривой спектральной отражательной способности не меняется.

Спектральная яркость растений меняется с их возрастом: она выше у молодых растений и ниже у находящихся в стадии полной зрелости. Отражательная способность растит-ти зависит от фитопатологических изменений. При заболевании растения его листья начинают слабее поглощать красные и отражать инфракрасные лучи. Из всех объектов суши растит-ый покров имеет наиболее информативные спектральные харак-ки, к-рые чутко реагируют на его изменчивость.

Отражательная способность водных объектов сильно зависит от содержания в воде фитопланктона и ее загрязнения - наличия взвешенных частиц, нефтяной пленки и т.д.

Загрязнение снега и содержание в нем воды также приводят к изменениям отражательной способности. При насыщении снега водой отражение ближнего и среднего инфракрасного излучения резко падает.

Спектральная отражательная способность зависит от св-в объектов, их состояния, а также от сезона. Дистанционно опознавать объекты и оценивать их состояние возможно не только по величине коэф-та спектральной яркости, но и по спектральной индикатрисе отражения. Сущ-ет много объектов на зем. пов-ти, к-рые по разным направлениям отражают излучение разного спектрального состава. Напр., в составе отраженного излучения поля цветущего подсолнуха в восточном направлении всегда преобладают оранжево-красные лучи, а в западном - зеленые. Поэтому коэф-ты спектральной яркости прир. объекта, измеренные при визировании под разными углами к зем. пов-ти, могут служить его колич-ыми спектральными признаками.