1.3.2　电磁辐射源

电磁辐射源以电磁波的形式向外传送能量。理论上，来自地球表面的任何能量都可以用于形成一幅图像，而这种能量的主要来源就是电磁辐射源。自然界中，任何物质在一定温度下都具有发射、辐射电磁波的特性，唯一不同之处是，它们的辐射强度和波长不同。

对于遥感成像而言，电磁辐射源可分为自然辐射源和人工辐射源两类。

1. 自然辐射源

自然辐射源主要包括太阳辐射和地物热辐射。太阳辐射是一种最常见的能量源，也是地球上生物、大气运动的能源，其光谱波长从0.1 nm一直延伸到1000 m以上。约有80%的太阳辐射能量集中在可见光-近红外波段，具有较强的反射能力，而且相对稳定，因此，这些波段也是被动式传感器成像的重要自然辐射源，如图1-15所示的粗虚线[8]。在此波段，透过大气层到达地球表面的太阳辐射与地表目标发生相互作用，其结果是不同波长的电磁波被选择性地反射、吸收和透射等。

图1-15　太阳辐射（T=5500 K）和地物热辐射（T=300 K）

地球表面上各种地物不仅具有反射太阳辐射的能力，同时也具有向外辐射电磁波的能力。这种地物热辐射是指热力学零度以上的地物本身发射出的电磁辐射，是热红外遥感的主要辐射源。地球表面的电磁辐射如图1-15所示的细虚线：在小于3 μm的波段，地物热辐射主要是反射太阳辐射能量，地球自身的热辐射能量可以忽略不计；在大于6 μm的红外波段，主要是地物自身发射的热辐射，此时该能量远远大于太阳辐射能量；在3～6 μm波段，既接收反射太阳辐射又接收地球发射辐射，这两种辐射能量交织在一起会对遥感探测产生一定的影响。因此，对于遥感图像处理而言，太阳辐射和地物热辐射都需要考虑。

2. 人工辐射源

人工辐射源是指人为地发射具有一定波长或频率的波束辐射源。传感器接收地物散射该波束返回的后向反射信号的强弱可探知地物特性或距离等信息。目前，广泛应用的人工辐射源主要包括微波辐射源和激光辐射源，它们分别对应的主动式遥感传感器就是微波雷达和激光雷达。在微波遥感中，目前广泛应用的是合成孔径雷达，其突出特点是具有全天候、全天时探测能力，成像不受光线、气候和云雾等限制，且具有一定的穿透性。与合成孔径雷达类似，激光雷达是工作在红外至紫外区间的光频波段雷达。与合成孔径雷达相比，激光雷达具有较好的单色性、方向性与相干性，同时，激光束能量集中，探测灵敏度和分辨率更高，可以精确跟踪识别目标的运动状态和位置。此外，激光雷达的激光束波段更窄，其被截获的概率很低，隐蔽性更好。