本文内容较为枯燥，是遥感的物理原理，作者已经尽量去帮助读者理解了，无论是精细的阅读还是走马观花，长期下来都能提高读者对专业知识的理解；作者非物理专业，对某些知识点的总结仅是个人理解，如有问题，请指正！🙏

对于被动遥感而言，太阳辐射首先通过大气层到达地球表面，与地球表面的物体相互作用后，再次经过大气层被航空平台 (无人机)或航天平台 (卫星)传感器接收. 而大气对电磁辐射的吸收、散射、反射和投射作用，对遥感传感器接收信号影响很大；我们如果要解决大气对信号的影响，我们就需要对大气进一步了解，建立大气的数学模型；

地球大气层对太阳辐射的影响很大，主要体现在大气对辐射的吸收、散射以及反射作用；下图展示了大气层外侧太阳辐照度与地球表面海平面上测量到的太阳辐照度的区别。大气层内外陶阳辐射的差异就是由大气层造成的；

大气层是受到重力作用吸引，聚拢在地球表面的一层气体。地球上的大气层随着高等的增加逐渐稀薄。大气层的上界并无明显分界，一般将大气层的厚度定义为 1000km，从下往上分别为对流层、平流层、电离层以及外大气层。| 气层 | 空间范围 | 特性 | 复杂程度 || -------- | ------------ | ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ---------------------------------------------------- || 对流层 | 0-12 km | 大气层最底层，与地表直接接触, 密度最大，包含整个大气层 75%的质量，温度与高度成反比 | 是天气变化最复杂的层，几乎所有气候现象都发生在对流层 || 平流层 | 12km-80 km | 可分为同温层、暖层和冷层。空气密度与高度成反比，水蒸气含量可忽略不计，在 25 km-30km 臭氧含量很大，又称臭氧层，再往上到 55km又趋于 0 | 较为简单，但有高空飞行和通讯等需求 || 电离层 | 80km-1000 km | 空气稀薄，无线电波会发生全反射现象，温度很高，上层 600°C~800°C 包含等离子体，具有较强的电离能力，日夜变化明显 | 复杂，受太阳活动影响较大 || 外大气层 | 大于1000km | 受太阳风、高能粒子等影响，包括磁层和热层等，是地球与宇宙空间的交界，温度可达 1000°C 以上 | 不复杂 |

大气是由多种气以及固态、液态悬浮的微粒组合而成。大气的主要成分包括氮、氧 (这两者占比 99%以上)、臭氧、二氧化碳、一氧化氮、甲烷以及水蒸气、液态和固态水 (雨雾雪冰)、盐粒、尘烟 (不足1%的变量)组成。

太阳辐射进入地球范围以后，其中约 30%的能量被云层和其他大气成分反射回宇宙空间，约 17%的能量被大气吸收，约 22%的能量被大气散射，仅有 31%左右的太阳辐射能量到达地面。大气反射对太阳辐射的影响最大，对遥感信息的接收造成严重影响。因此，目前在大多数遥感方式中，都只考虑在无云天气情况下的大气散射、吸收和衰减作用。

大气的反射作用表现为云层以及大气中较大颗粒的尘埃对太阳辐射的反射，其中云层的反射作用更加明显。不同的运粮、云状以及厚度对太阳辐射的反射作用也各不相同。对于遥感技术而言，在较低、较厚的云层状态下，光学传感器几乎接收不到任何地面实际物体的信息。

辐射在传播过程中遇到小颗粒而使传播方向发生改变，并向各个方向散开，这种现象称为散射 (scattering).。散射作用使得辐射在原传播方向减弱，其他方向的辐射增强。对于遥感传感器而言，太阳辐射经过经过与地物的相互作用后，在进入遥感传感器前，又会二次受到大气的反射与散射作用，同时经过两次散射的辐射同样会进入遥感传感器。

不同作用过程的散射增加了遥感传感器接收的噪声信号，造成了遥感影像质量的下降，因此在传输遥感影像的处理过程中，需要对数据进行辐射校正。

散射作用的实质是电磁波传输过程中产生的一种衍射现象，一般分为三种情况：

氧气