fyzikalni_zaklady_dpz [Wiki GIS/KGI UPOL]

This page is read only. You can view the source, but not change it. Ask your administrator if you think this is wrong.
<WRAP center round tip 60%>
EM záření, základní fyzikální zákony v DPZ, interakce s atmosférou a povrchem, spektrální chování objektů
</WRAP>

====== Základní fyzikální zákony v DPZ =====
  * jakýkoliv elektrický náboj pohybující se s nenulovým zrychlením vyzařuje EM vlnění 
    * když jakýmkoliv jiným objektem (třebas anténa) prochází střídavý elektrický proud, tak vyzařuje EM záření o frekvenci proudu
  * základem je elektromagnetická vlna skládající se elektrické a magnetické vlny
     * tyhle dvě vlny jsou na sebe vzájemně kolmé a rovnoběžné v šíření
 {{ ::emvna.png?nolink |}}
   * **vlnová teorie**
     * c = f×λ
   * **částicová teorie**
     * Q = h×f
  * foton = část EM záření
  * **planckova konstanta**
    * konstanta vyzařovaného zákona černého tělesa
    * h = 6,626 x 10<sup>-34</sup> J.s
  * **absolutně černé těleso**
    * ideální těleso pohlcující veškeré záření všech vlnových délek dopadajících na jeho povrch 
    * ideální zářič = ze všech možných těles o stejné teplotě vydává největší možné množství zářité energie
    * slunce (5000 K), reliktní záření(2,7 K)
  * **Stefan-Boltzmanův zákon**
    * intenzita vyzařování tělesa je přímo úměrná čtvrté mocnině jeho teploty
    * //M = σ×T <sup>4</sup>//
    * delta =5,670367×10<sup>-8</sup> W.m<sup>-2</sup>.K<sup>-4></sup>
    * T je absolutní teplota tělesa
  * energie klesá s vlnovou délkou, proto musí být dlouhovlné záření snímáno na mnohem větší ploše než to krátkovlnné např. (dlouhé vlny jsou hůře zjistitelné)
  * **Wiennův zákon posuvu**
    * lambda<sub>max</sub> = c/T
    * vlnová délka, jíž přísluší maximální intenzita vyzařování je nepřímo úměrná teplotě tělesa
    * čím vyšší bude teplota tělesa, tím víc bude vyzařovat energie o kratší vlnové délce
    * Slunko, žárovka, roztavené železo (protoje červené), ostatní objekty už vyzazují v infra
    * Země třeba má 300K, takže 9,7 nm (Slunce 0,5 nm)
<WRAP center round info 60%>
absolutní nula= -273,13 ˚C
</WRAP>
  * **Kirkhoffův zákon**
    * reálné objekty vždy vyzařují menší množství energie než AČT o stejné teplotě
    * emisivita = poměr mezi intenzitou vyzařování AČT a reálného tělesao dané teplotě

====== Interakce s atmosférou ======
  * ovlivnění EM záření atmosférou se mění podle délky dráhy, kterou toto záření prochází atmosférou; s velikostí emitovaného signálu; s atmosférickými podmínkami a také s vlnovou délkou
  * rozpty obecně způsobuje vyšší hodnoty naměřeného záření, především v kratších vlnových délkách
  * pohlcování zase naměřené hodnoty v delších vlnových délkách snižuje
 ===== rozptyl =====
  * závisí na rozměru rozptylujících částic
  * **Rayleighův molekulární rozptyl**
    * částice mají menší rozměr než vlnová délka
    * hlavně krátkovlnné
    * modré světlo se rozptylujevíc než červené
    * kvůli tomu je modrá obloha -> pak je západ a východ Slunce a paprsky musí procházet daleko větší drahou -> rozptyl je tak dokonalý, že vidíme pouze méně rozptýlené záření delších vlnových délek (oranžovou a červenou)
  * **aerosolový rozptyl**
    * když jsou částice větěí než vlnová délka
    * např. vodní pára, prachové částice
  * **neselektivní rozptyl**
    * velké částice = vodní kapičky
    * nezávisí na vlnové délce
    * způsobují stejně intenzivní rozpyl všech vlnových délekve viditelné části spektra = proto jsou mraky bílé
===== pohlcování =====
  * dochází k úplné ztrátě  energie na dané vlnové délce
  * hlavně O3, CO2, vodní pára
  * nedá se tak vůbec měřit
  * části EM záření, které nejsou pohlcovány rozptylem a dá se na nich měřit jsou atmosférická okna

====== Interakce s povrchem ======
  * EM záření může být: odraženo, pohlceno, vedeno
  * kolik záření se odrazí závisí na vlastnostech objektu
  * v jednom intervalu vlnových délek můžou objekty odrážet jiné množství záření než v jiném intervalu -> teorie spektrálního chování
  * spektrální odrazivost
    * procentuální podíl odraženého záření vzhledem k dopadajícímu záření
    * spektrální chování -> typické vlastnosti v určité oblasti spektra

====== Spektrální chování objektů ======
  * závislost na druhu látky či objektu, na fyzikálním stavu, na stavu jeho okolí
  * listnáče a jehličnanyodliším v infra (jehličnany mají nižší)
  * poškožení kytek emisemi -> jsou ve stresu -> menší aktivita chlorofylu -> začínají odrážet i R a G -> výrazný pokles odrazivosti v infra
  * modré spektrum proniká nejhloubcve vodě,takže když budu chtít zjistit obsah minerálů ve vodě, použiju tohle
{{ ::odr1.png?nolink |}}
===== vegetace =====
  * oblast pigmentační absorpce (0,4-0,7), oblast buněčné struktury (0,7-1,3; nárust kolem 0,7 kvůli morfologickému utváření listu, takže super pro odlišení kytek,LAI), oblast vodní absorpce (1,3-3; vodní stres)
{{ ::odr4.png?nolink |}}
  * mikrovlny s nižší frekvencí -> druh vegetace, objem biomasy
  * nedostatek Fe nebo Mg -> míň chlorofylu -> žloutnutí listů
{{ ::odr2.png?nolink |}}
===== voda =====
  * homogenní, různá skupenství -> růzá odrazivost
  * max propustnost 0,48 -> proniká až do 20 metrů
  * sníh a led mají ve viditelném a v NIR vysokou odrazivost (v MIR má sníh nižší)
  * radar pracujícív X pásmu umí rozlišit stáří a druh sněhu a jeho mocnost
  * nejvíc ve viditelné, pak se chová skoro jako AČT
{{ ::voda.png?nolink |}}
===== půda =====
  * heterogenní
  * nárust odrazivosti s narůstající velikostí půdních částic (spraš -> jíl -> písek)
  * vyšší vlhkost -> snížená odrazivost
 {{ ::puda.png?nolink |}}
===== minerály =====
  * celkem homogenní
  * lepší jsou hyperspektrální data kvůli lepší lokalizaci absorpčních pásů
  * vhodné MIR a termální záření nato
User Tools

Site Tools

Page Tools
