1.3.4　大气传输窗口

不管任何辐射源，遥感传感器探测到的能量信号都要经过大气。太阳辐射电磁波在穿越大气时，会受气体分子、水蒸气和气溶胶粒子吸收和散射的影响，从而使透过大气层的太阳光能量受到衰减，其强度、传播方向及偏振状态也都会发生变化。但是大气层对太阳光的吸收和散射影响随太阳光的波长而变化，也就是说，大气对电磁波的吸收使得只有某些波段的大气透过率比较高，这些辐射能量所能穿过的波长范围通常被称为大气窗口。图1-17所示为电磁波谱和相应的地球大气透过率[1]。

图1-17　电磁波谱和相应的地球大气透过率

在具体应用中，一般遥感传感器的波段都选择在大气窗口内。在这里，电磁波较少被反射、吸收和散射，透过率较高。随着波长逐步增加到短波红外区域，被传感器接收到的太阳辐射就会越来越少。随着波长的继续增加，在短波红外以上到中波红外的光谱区域，太阳辐射量逐渐减少，而对于朗伯反射体而言，物体自身辐射的热辐射却在逐渐增加。在波长较长的长波红外区域，除了太阳辐射导致物体表面的温度升高，太阳辐射的直接部分与物体自身发射的热辐射相比非常小。可见，遥感传感器设计的波段无疑需要选择在大气窗口内，才能最大限度地接收地物信息，实现遥感图像信息探测和利用。遥感传感器通常利用的主要大气窗口包括以下波段。

（1）波长为0.4～1.3 μm的可见光、近红外波段。这一波段主要反映地物对太阳辐射的反射能量，是摄影或扫描白天成像的最佳波段，也是许多卫星传感器扫描成像的常用波段。例如，Landsat TM的1～4波段，SPOT卫星的HRV波段等。

（2）波长为1.5～1.8 μm、2.0～2.5 μm的短波红外波段。这是在白天日照条件好的时候扫描成像经常用的波段。例如，Landsat TM的5、7波段等，用以探测植被含水量以及云、雪或者用于地质制图等。

（3）波长为3.5～5. 5 μm的中波红外波段。这一波段除了地物目标反射太阳辐射外，地物目标自身也发射能量。例如，NOAA卫星的AVHRR传感器，用这个波段探测海面温度，可获得昼夜云图。

（4）波长为8～14 μm的长波红外或热红外波段。这一波段主要是来自地物目标自身热辐射能量，适合于夜间成像，测量地物目标的温度特性。

（5）波长为0.8～2.5 cm的微波波段。这一波段具有穿透云雾的能力，可以全天候、全天时工作。