注意：有些名词解释公式没有表达。

辐射通量： 单位时间内穿过某一面积的电磁辐射能量。 辐射通量密度： 单位时间内，穿过单位面积的电磁辐射能量。 入射度（辐照度）： 当电磁波由体外穿入体内时所构成的辐射通量密度，通称为入射度(Irradiance) ，用 E E E表示。 出摄度： 当电磁波由体内穿出体外时，称之为出射度(Radiant exitance )，一般用 M M M表示。 辐射强度： 描述点辐射源强度的物理量，描述了辐射通量在2π空间中的变化状况。 辐射亮度： 又叫做辐亮度（Radiance）、辐射强度，表述面光源强弱的物理量，单位投影面积上单位立体角内的辐射通量。单位是Wm-2sr-1cm。 立体角： 是一个表征空间角度区域的物理量，定义为该角度区域内所截得的球面面积与该球面半径平方的比值。 消光截面： 是指一个物体在辐射场中起作用的面积。较大的消光截面意味着与辐射场有较强的相互作用，而较小的消光截面表示相对较弱的相互作用。消光截面是散射截面和吸收截面的和。 消光系数： 单位体积内目标粒子的数量和消光截面的乘积得出消光系数。这里的系数的单位是长度的倒数。 散射截面： 散射光和入射光传输方向所在的平面被称为散射平面。

分谱辐射通量：~ 太阳光谱： 太阳发射的电磁辐射（辐照度）在地球大气顶层随波长的分布称为太阳光谱。 太阳常数： 在日地平均距离处通过与太阳光束垂直的单位面积上的太阳辐射通量称为太阳常数。 口径： 是指传感器光强检测器件的有效几何尺寸，它对目标物所张的立体角为 △ ω △ω △ω。 视场角： 是指传感器的视场面积（通称象元）对传感器所张的立体角。 立体角： 常用字母 Ω Ω Ω表示，以锥体的顶点为球心作球面，该锥体在球表面截取的面积与球半径平方之比，单位为球面度。 单次散射反照率： a)如果完全避免分子吸收波段，则对分子散射来说 = 1 =1 =1； b)气溶胶的吸收特性较为复杂，不仅与其组成成分有关，而且往往与其吸湿特性有关。 黑体： 能在任何温度下全部吸收外来电磁辐射而毫无反射和透射的理想物体。 反射率： 反射率为反射辐射（亮度）与入射辐射（亮度）之比。通俗定义：又称光谱反射率，是波长的函数，又称为光谱反射率ρ(λ)，定义为反射能与入射能之比。 反照率（albedo）： 是指地表在太阳辐射的影响下，反射辐射通量与入射辐射通量的比值。

反射率与反照率区别： 反射率（reflectance)是指某一波段向一定方向的反射，因而反照率是反射率在所有方向上的积分；反射率是波长的函数，不同波长反射率不一样，反照率是对全波长而言的。反射率，用来表示某一个波长的反射能量与入射能量之比。反照率，用来表示全波段的反射能量与入射能量之比。反照率是对表面漫反射率(diffuse reflection)的度量，与玻璃或水的镜面反射率(specular reflectivity)相对。

地物波谱特征： 指该地物对太阳辐射的反射、散射能力随波长而变的规律。 地物的方向特征：用来描述地物对太阳辐射反射，散射能力的空间变化，这种空间变化特征主要决定于两种因素，其一是物体的表面粗糙度，而且还与视角关系密切。 主平面： 太阳入射平面。 主锥面： 绕天顶方向以太阳天顶角旋转一周形成的锥面。 热点： 与太阳入射方向重合时，观测到的地表最为明亮。即光视线与射线相一致时，BRDF取极大值，这显然是由于传感器视场内已见不到任何阴影部分所致。 碗边效应： 反射率因子的极大值一般在主平面内前向散射方向，方位角约在 之间，入射光天顶角越大，这种非伯朗体特性越显著。极小值在天底角附近，一般讲随视角天顶角的增加，其双向反射率因子随之增加，增加的速率随入射光天顶角的增加而增加，我们称这为碗边效应。 漫反射体／朗伯体： 当目标物的表面足够粗糙，以至于它对太阳短波辐射的散射辐射亮度在以目标物为中心的2pi空间呈常数，即散射辐射亮度不随观测角度而改变，我们称其为漫反射体，也称为朗伯体。 非朗伯体：介于镜面反射体于朗伯体之间，它们对太阳短波辐射对散射具有各向异性性质。 BRDF： 来自 i i i方向地表辐照度的微增量与其所引起的 r r r方向上反射辐射亮度增量之间的比值。

为什么引入BRDF？ 在现实世界中投射到地物表面上的辐射能量往往有两部份组成，即来自太阳的直射辐射与天空散射辐射。 传感器在方向上测得的辐射亮度是空间入射辐射场的综合效应，它不仅与该点地物的反射特性有关，而且与辐射环境（即入射辐射亮度的空间分布函数）有关。 BRF： 在相同的辐照度条件下，地物向r方向的反射辐射亮度与一个理想的漫反射体在该方向上的反射辐射亮度之比值，称为双向反射率因子，一般用 R R R表示。

BRF的定义并没有对辐射环境作任何限定，因此严格讲R值不仅取决于目标物的非朗伯体特性，而且还与辐射环境有关。 BRF并不是一个理想的描述地物非朗伯体特性的物理量。 与BRDF有原则上的不同，两者的量纲亦不相同，这充分地表明了它们的区别 。 半球反射率： 目标物的出射度与入射度之比值称为半球反射率。

方向->半球反射率：

半球->方向反射率：

单片叶子的波谱特征： 0.4 μ m − 0.7 μ m 0.4μm - 0.7μm 0.4μm−0.7μm，叶绿素 a 、 b a、b a、b，胡萝卜素、叶黄素有强烈的吸收带； $0.7μm - 1.1μm $，散射作用占据了主导地位，透入叶子内部的光线，因细胞壁与细胞孔腔的折射率有明显的差异，因而造成光线在叶子内部的多次反射与折射；$1.1μm-2.5μm $，这一波段范围的波谱特征基本上被液态水的吸收特性所控制。 红边： 从以 0.68 μ m 0.68μm 0.68μm为中心的反射率极小值过渡到从 0.8 μ m 0.8μm 0.8μm开始的反射峰，其间必存在一个拐点。 几何光学模型出发方程：

Ls为传感器所接收到的辐射亮度；Lg为背景光照面所产生的亮度；Lc为树冠光照面所产生的亮度；Lt为树冠阴影面所产生的亮度；Lz为背景阴影面所产生的亮度。Kg Kc Kt Kz分别为四分量在可视条件下的面积比。 假设： 四分量具有朗伯体性质； 天空晴朗，天空散射光照的比例很小或可以忽略，在平行入射光照射下产生四分量； 忽略各组分之间的多次散射； 树冠有一定的几何形状，在像元内取某种概率分布，叶子在树冠内均匀分布取一定的叶倾角分布。 概率孔隙率: 当光线穿越树冠距离为 S S S时，而不被拦载的概率。 几何孔隙率： 设树冠的投影面积为A，而其中光斑的总面积为 S ’ S’ S’，则$ S’/ A$被称为几何孔隙率，在这个定义中，我们仍然假定了光斑与阴影之间的界线是鲜明的，具有二值性质。事实上当光线穿越树冠时，因多次散射而使光斑边缘模糊。

物理孔隙率： 设在树冠的阴影面内有一点 （ x , y ） （x,y） （x,y），其辐照度为 E （ x , y ） E（x,y） E（x,y），如果投射到树冠上的辐照度为 E E E，则 E （ x , y ） / E E（x,y）/E E（x,y）/E，便称之为物理孔隙率。 概率孔隙率与物理孔隙率的定义都是从光线在运输过程中遭到衰减这一事实出发，因而把孔隙率和透射率等同起来，只是在表达方式上用了两种不同的语言， 几何孔隙率出自一个观察事实，阴影中存在光斑，这就因波段不同而有所差异，比如对近红外波段，由于树冠对它的吸收弱，多次散射强烈，因此，它的光斑远不如红色波段清晰，不同的孔隙率定义会使计算值有所差异，显然物理孔隙率值将大于几何孔隙率值，我们可用如下的数学式子表示不同的孔隙率定义。 瑞利散射： 气体分子的尺度远小于光波的波长，所以它属于小颗粒散射性质。

米氏散射： 粒子大小 D D D与入射波长相近, 通常为气溶胶散射。 连续植被的辐射传输方程RT（P84）： L代表辐射亮度， 称为消光系数，它代表光路介质对光子的吸收与散射致使光亮度在传播方向上减弱， 称为散射削弱系数（包含了相位函数）它描述了经多次散射对传播方向上的辐射亮度的增量 。

叶面积指数LAI： 地表单位面积柱体内所有叶子单面面积之总和，亦可表达为叶面积之总和与所占地表面积之比 。 LAI只能描述连续植被冠层总体叶面积密度状况，不能表述叶面积密度随高度之分布状况。 标准化垂直植被指数NPVI：

标准化垂直植被指数不随大气状况而变。 缺点：虽然在形式上回避了大气参数的需求，但事实上，它所利用的大气信息包含在 中，由于土壤线是一条统计意义下的直线，在现实世界中，又很难找到许多具有不同反射率的纯裸露土壤像元，要正确确定土壤线的斜率和截距，以及正确计算 十分困难，由此，由NPVI值寻找贴近地表的PVI绝对值的误差一定很大，充其量NPVI概念满足了多时相资料间的可比性，严格讲，它不能达到对PVI进行大气纠正的目的。 点扩散函数：

代表卷积运算， 为地表辐射亮度的分布函数， 实际上是一个权重函数，称之为“点扩散函数”，它实际上描述了离中心点 （ x , y ） （x,y） （x,y）的距离为 的点对的 贡献率，而 正是有用的信息。 几种辐射传输方程的近似解法： K-M方程、Suit模型、SAIL模型。 蒙特-卡罗模拟的概要介绍：蒙特-卡罗（Monte-Carlo）方法是一种通过随机变量的统计试验去求解数学 — 物理问题或者工程问题的数值计算方法 。 适用性比较强，适合多维的物理、数学模型，也可以作实验验证 计算量很大。 正向追踪: 源点出发进行追踪的模拟计算（效率低，精度不高）。 反向追踪: 改变追踪的出发点，由传感器出发 可见光-近红外波段大气纠正出发方程： （第四章）

为太阳天顶角，为太阳直射辐射在大气上界面上所构成的辐射通量密度。 气溶胶： 大气气溶胶是指悬浮于地球大气之中具有一定稳定性的，沉降速度小的，尺度在 1 0 − 3 μ m 到 10 μ m 10^{-3}μm到10μm 10−3μm到10μm的液态及固体粒子。 形成谱线加宽的原因有三个：1.自然加宽；2.多普勒加宽；3.压力加宽。 辐射场： 任何温度高于绝对零度的物体都在向外辐射各种频率的电磁波我们称之为物体辐射场。 基尔霍夫定律： 任何物体在同一温度 T T T下的辐射本领 （ M ） （M） （M）与吸收本领 （ a ） （a） （a）之间成正比例关系。其比值只是频率和温度普适的函数与物质性质无关。

比辐射率(发射率)： 非黑体的出射度与同温下黑体出射度之比例。

黑体辐射公式：

亮度温度： 当一个物体的辐射亮度与某一黑体的辐射高度相等时，该黑体的物理温度就被称之为该物体的“亮度温度”。 亮度温度具有温度的量纲，但是不具有温度的物理含义，它是一个物体辐射亮度的代表名词。 发射率： 物体的出射度与同温度的黑体出射度之比。

发射率的实验测量方法： 被动法： 通过传感器被动地测量目标物所发射的热辐射强度及物体的表面温度，并基于发射率的定义公式求得发射率值。 主动法：首先向被测目标发射电磁波，由传感器测得目标物对入射电磁波的方向——半球反射率，并通过公式求得该物体的方向发射率。 被动法的主要困难： 传感器所测得的目标物的辐射亮度值中现包含有物体自身的热辐射，又包含有目标物对外来辐射的反射辐射，要精确地去除后一份贡献是被动法一个难题 由于热辐射来自物体表面几微米的薄层，而物体不可避免地处在与周围物体间的永恒的能量交换过程之中，这种能量交换方式包括辐射的和非辐射的，所以“皮肤”效应不可避免。 主动法的主要困难： 目标对外来电磁辐射的反射具有非朗伯体特性，因此测得某一方向上的反射率并不能表示其它方向的，哪怕是接近方向的反射率，因此严格意义下的只有无穷多次测量才能精确获得方向——半球反射率。

海面温度反演的基本方程/出发方程：

为 S S T SST SST， 为整层大气透过率。 等式右边第一项代表海面热辐射从大气削弱后到达传感器的贡献，第二项为大气上行辐射的总贡献，由于假定海面为黑体，所以大气下行辐射的贡献率为零。 海面温度反演的皮肤效应： 由于水体对热红外辐射具有强烈的吸收作用，所以海面的热辐射仅仅来自离水面几微米的薄层水体。因此利用热辐射测得的海面温度是水面几微米薄层内的平均温度。 传统的船侧或漂浮站所测的海面温度实际上是1米厚水层的平均温度。 皮肤效应所控制的水团质量与总小团质量相比是微不足道的，而且“皮肤”温度是一个受多种因素控制的变量，往往变化很大。

植被光谱参数： 多波段反射率因子的组合，它与植被特性参数间的函数联系（例如LAI，干物质产生率PC等），比单一波段值更稳定、可靠。分为两大类：比值类植被指数；垂直距离型植被指数。 垂直距离植被指数（P123）： PVI=Rircos-Rrsin 土壤线： 对每一种土壤而言，其红色波段与近红外波段的垂直视反射率因子值近似满足线性关系，这被称为土壤线。 暗目标： 不同波段受气溶胶影响的大小不同，利用受气溶胶影响不大的波段影像中的暗目标来确定其地表反射率，估算出该位置处气溶胶敏感波段的气溶胶光学厚度，由于气溶胶的分布具有连续性，在获取地面暗目标气溶胶光学厚度值后，通过空间插值的方法计算影像中非暗目标像元的气溶胶光学厚度值，最后结合5S大气纠正的出发方程可以得到整幅影像上所有像元的地表反射率。

总括散函数： 大气光学厚度：消光系数沿大气传输路径的积分，是表征大气介质对辐射衰减程度的无量纲量。 大气廓线： 显示气象要素（温、湿、压）随高度变化轮廓的曲线。

叶面积密度分布函数: 空间取向分布函数g（P75）： G函数（P78）: 碰撞概率： 劈窗算法： 两个相邻热红外通道(11um和12um)；通道大气的吸收作用不同，通道亮温的线性和非线性组合消除大气效应。

干洁大气： 光谱响应函数：

后向散射： 所观测的散射波的方向是入射方向，这个方向上的散射就称作后向散射。 衰减系数（attenuation coefficient）： 吸收和散射都引起衰减，所以，衰减系数是吸收系数（absorption coefficient）和散射系数（scattering coefficient）的总和。

体积散射函数（volume scattering function）β（λ，θ）描述散射衰减系数的立体角分布，它的单位是m-1﹒sr-1。 体积散射系数（volume scattering coefficient）的单位是m-1。

总衰减后向散射：km-1•sr1 积分衰减后向散射：sr-1 积分体退偏振比：无单位量纲 积分衰减总颜色比：无单位量纲 衰减颜色比：无单位量纲 退偏振比：无单位量纲 消光系数：是被测溶液对光的吸收大小值，单位m-1

行星边界层： 又称大气边界层。旋转地球大气的湍流边界层，其厚度从几百米至1.5～2.0千米，平均为1千米。