Практически единственным источником освещения земной поверхности является Солнце, которое излучает широкий спектр электромагнитных волн – от ультрафиолетовых до радиоволн. Солнечное излучение, падающее на какой-либо объект, в некоторой степени взаимодействует с ним: 1) одна часть излучения отражается; 2) другая – поглощается и рассеивается внутри объекта; 3) третья – пропускается через объект.
Доли этих лучистых потоков оцениваются соответствующими коэффициентами, которые по закону сохранения энергии в сумме всегда составляют единицу.
Для исследований объектов суши наибольший интерес представляет отраженное излучение, для полученных фотоснимков – такие оптические характеристики объектов земной поверхности, как коэффициент интегральной яркости, яркостной контраст, индикатриса отражения и особенно коэффициент спектральной яркости.
Коэффициент интегральной яркости (чя) характеризует величину отраженного потока излучения в заданном направлении по сравнению с упавшим потоком лучей. Например, коэффициент интегральной яркости равен: для снега – 1,0, для чернозема – 0,03; для сельскохозяйственного поля – 0,1; для городского населенного пункта – 0,2.
|
|
Яркостной контраст – характеристика различия двух яркостей объектов. Контраст между наиболее светлыми и темными объектами определяет интервал яркостей аэрокосмического изображения ландшафта.
Индикатриса отражения (рассеяния) характеризует величину яркости объекта в зависимости от направления наблюдения. Её изображают графически в виде полярной диаграммы, показывающей коэффициент яркости объекта по разным направлениям.
Наибольшую яркость при наблюдении против Солнца имеют объекты с гладкой (зеркальной) поверхностью (лед, водная поверхность). Шероховатые (матовые) поверхности отражают свет равномерно во все стороны (пески). Объекты с сильно шероховатой (расчлененной) поверхностью (вспаханные почвы, растительный покров) имеют индикатрису отражения, вытянутую к источнику света, т. е. противоположную зеркальной поверхности.
Коэффициент спектральной яркости (чл) наиболее важный показатель получения и дешифрирования аэрокосмических фотоснимков. Он характеризует яркость объектов в различных зонах спектра. Спектральная отражательная способность объектов различная: 1 класс – горные породы и почвы (наиболее высокий чл в красной зоне спектра); 2 класс – растительный покров (максимум чл в зеленой зоне спектра); 3 класс – водные поверхности (максимум чл в сине-фиолетовой зоне спектра); 4 класс – снежный покров (максимум чл в инфракрасной зоне спектра).
Внутри класса отражательная способность объектов различна (например, лиственные и хвойные породы имеют разную отражательную способность).
|
|
Значительно осложняет съемку экранирующая облачность, поглощение лучей определенных длин волн атмосферной дымкой, преломление лучей. При безоблачном небе съемку приходится вести через всю толщу атмосферы, что возможно лишь в определенных участках спектра – «окнах прозрачности», где коэффициент прозрачности относительно велик, хотя и не всегда равен 1. «Окна прозрачности» представляют собой участки спектра, в которых электромагнитное излучение не поглощается земной атмосферой. Для ультрафиолетового излучения атмосфера непрозрачна. Наибольшее практическое значение в оптическом участке спектра имеют «окна прозрачности» видимого (0,4 – 0,8 мкм) и отдельные участки инфракрасного диапазонов (3 – 5 и 8 – 12 мкм). Для справки 1 мкм равен 10 – 6 м. Эти диапазоны в основном и используют для получения изображения с помощью фотографической и телевизионной аппаратуры.