Физические основы аэро- и космических съемок

В аэро- и космических съемках используется электромагнитное излучение с длиной волны λ от десятых долей микрометра до метра и более. Спектр волн указанного интервала делят на оп­тический диапазон (λ = 0,01 - 1000 мкм) и ультракоротковолно­вый (УКВ) радиодиапазон (λ > 1 мм). В оптическом диапазоне выделяют ультрафиолетовую (УФ, λ = 0,01- 0,40 мкм), видимую (λ = 0,40 - 0,75 мкм) и инфракрасную (ИК, λ. = 0,75-1000 мкм) области спектра, которые в свою очередь делят на зоны. УКВ радиодиапазон включает миллиметровый, сантиметровый, дециметровый и метровый поддиапазоны (обычно называют ди­апазонами).

Основным источником излучения, используемого при пассив­ных съемках в оптическом диапазоне, является Солнце. Назем­ную поверхность поступает радиация, непосредственно идущая от Солнца в виде пучка практически параллельных лучей,

а также рассеяния в атмосфере и отразившаяся от Земли радиация. Отдельные участки поверхности подсвечиваются так же излучением, отражающихся от возвышающихся объектов.

Атмосфера значительно ослабляет и спектрально преобра­зует солнечное излучение вследствие рассеяния и поглощения молекулами газов, водяными парами, твердыми частицами. Ос­лабление интенсивности излучения взвешенными в атмосфере частицами зависит от оптической плотности атмосферы, состава взвесей и длины волны излучения.

Интенсивность рассеяния молекулами и частицами с диа­метром, значительно меньшим длины волны излучения λ, об­ратно пропорциональна λ ⁴ (закон Релея). Поэтому наиболь­шему рассеянию подвергаются ультрафиолетовые, фиолетовые, синие и голубые лучи. Частички с диаметром, превышающим в несколько раз λ, вызывают ахроматическое рассеяние.

Основными поглотителями солнечного излучения являются водяной пар, двуокись водорода и озон. Поглощение избира­тельно. Для некоторых лучей атмосфера мало прозрачна или непрозрачна совсем.

Наименьшему искажению будут подвергаться отвесные лучи. По мере отклонения направления лучей от от­весного искажающее воздействие атмосферы возрастает.

Освещенность местности в основном зависит от высоты Солнца. С изменением h солнцаизменяется также спектральный состав суммарного лучистого потока. Однако при h солнца>15° спектральный состав солнечного излучения остается практически постоянным. Это облегчает процесс моделирования солнечного излучения, исследование оптических свойств элементов ландшафта и определение постоянных для съемочного времени рекомендаций по выбору приемников излучения.