1. Espectro electromagnético
Las diversas ondas electromagnéticas se organizan en un gráfico (Figura 2-3) según su longitud de onda (o frecuencia). Este gráfico se denomina espectro electromagnético. . En el espectro electromagnético, las longitudes de onda (o frecuencias) de varias ondas electromagnéticas son diferentes porque las fuentes que generan las ondas electromagnéticas son diferentes. Por ejemplo, las ondas de radio se emiten mediante oscilación electromagnética, las microondas se excitan y transmiten mediante cavidades resonantes y guías de ondas, y se emiten al espacio a través de antenas de microondas; la radiación infrarroja se genera mediante la vibración y las transiciones de nivel de energía rotacional de las moléculas; La radiación ultravioleta se genera por la transición de electrones externos en átomos y moléculas; la radiación ultravioleta, los rayos gamma y los rayos X se generan por la transición de electrones internos y los cambios en el estado del núcleo provienen del espacio.
Figura 2-3 Espectro electromagnético y aplicaciones
En el espectro electromagnético, varios tipos de ondas electromagnéticas tienen grandes diferencias en sus propiedades debido a diferentes longitudes de onda (o diferencias de frecuencias (tales como). como diferencias de direccionalidad, penetración, visibilidad, color, etc. de propagación). Por ejemplo, el ojo humano puede sentir directamente la luz visible y los objetos pueden verse en varios colores; los rayos infrarrojos pueden superar las barreras nocturnas; las microondas pueden penetrar las nubes, la niebla, el humo, la lluvia, etc. Pero también tienen las mismas características: ① Varios tipos de ondas electromagnéticas se propagan a la misma velocidad en el vacío (o en el aire), y sus velocidades de propagación son iguales a la velocidad de la luz ② Siguen las leyes unificadas de reflexión, refracción, interferencia, difracción y polarización.
En el espectro electromagnético, las divisiones de cada banda son relativas y no existen límites estrictos entre ellas. De hecho, desde los rayos cósmicos hasta las ondas de radio industriales, todo el espectro electromagnético es continuo. Este libro utiliza el rango de longitud de onda de cada banda del espectro para dividirlo de la siguiente manera:
Banda ultravioleta 0,01～0,38μm
Banda de luz visible 0,38～0,76μm
Luz violeta 0,38~0,43μm
Luz azul 0,43~0,47μm
Luz azul 0,47~0,50μm
Luz verde 0,50~0,56μm
Luz amarilla 0,56~0,59 μm
Luz naranja 0,59~0,62 μm
Luz roja 0,62~0,76 μm
Banda infrarroja 0,76~1000 μm
Banda de infrarrojo cercano 0,76 ~3,0 μm
Banda de infrarrojo medio 3,0 ~6,0 μm
Banda de infrarrojo lejano 6,0 ~15,0 μm
Ultra lejano banda infrarroja 15.0~1000μm
Banda de microondas 1mm~1m
Onda milimétrica 1~10mm
Onda cimétrica 1~10cm
Onda decimétrica 0,1 ~ 1 m
2. La banda de espectro utilizada por la tecnología de detección remota
La banda de espectro utilizada actualmente por la tecnología de detección remota se encuentra principalmente en el rango desde ultravioleta hasta microondas. como sigue.
(1) Luz ultravioleta: el rango de longitud de onda es de 0,01 ~ 0,38 μm. La radiación solar contiene rayos ultravioleta. Cuando atraviesa la atmósfera, casi todos los rayos ultravioleta con longitudes de onda inferiores a 0,3 µm son absorbidos. Sólo los rayos ultravioleta con longitudes de onda de 0,3 a 0,38 µm pueden atravesar la atmósfera y llegar al suelo con muy poca energía. Puede sensibilizar las películas de bromuro de plata. La banda ultravioleta se utilizó en teledetección más tarde que otras bandas y actualmente se utiliza principalmente para detectar la distribución de rocas carbonatadas. Las rocas carbonatadas reflejan los rayos ultravioleta con más fuerza en la región de longitud de onda corta que otros tipos de rocas. Además, la película de aceite que flota en la superficie del agua refleja una luz ultravioleta más fuerte que la superficie del agua circundante, por lo que puede usarse para monitorear la contaminación por petróleo. Sin embargo, la altura detectable de la banda ultravioleta desde el aire es aproximadamente inferior a 2000 m, por lo que no es adecuada para la detección remota a gran altitud.
(2) Luz visible: en el espectro electromagnético, solo ocupa un intervalo estrecho, con un rango de longitud de onda de 0,38 ~ 0,76 μm. Está compuesto de luz roja, naranja, amarilla, verde, cian, azul y violeta. El ojo humano puede percibir directamente la luz visible, no sólo en todos los colores de la luz visible, sino también en luz monocromática en diferentes bandas de longitud de onda. Por tanto, la luz visible es la banda principal utilizada para identificar las características de los materiales. En la tecnología de teledetección, la fotografía óptica se utiliza comúnmente para recibir y registrar las características de reflexión de la luz visible por los objetos terrestres.
La luz visible también se puede dividir en varias bandas, y la misma escena se puede fotografiar simultáneamente en el mismo momento para obtener imágenes de diferentes bandas. El escaneo también se puede utilizar para recibir y registrar las características de reflexión de la luz visible por los objetos terrestres. La luz visible es la banda más utilizada en teledetección.
(3) Infrarrojos: el rango de longitud de onda es de 0,76 ~ 1000 μm. Para facilitar la aplicación práctica, se divide en infrarrojo cercano (0,76 ~ 3,0 μm), infrarrojo medio (3,0 ~ 6,0 μm). infrarrojo lejano (6,0 ~ 15,0 μm) e infrarrojo ultra lejano (15,0 ~ 1000 μm).
El infrarrojo cercano es de naturaleza similar a la luz visible, por lo que también se le llama infrarrojo óptico. Dado que se trata principalmente de radiación infrarroja del sol reflejada desde la superficie terrestre, también se la denomina radiación infrarroja reflejada. En la tecnología de teledetección, se utilizan métodos de fotografía y escaneo para recibir y registrar el reflejo infrarrojo de la radiación solar por los objetos terrestres. Al tomar fotografías, debido a la limitación de la sensibilidad de los materiales fotosensibles, actualmente solo puede detectar el rango de longitud de onda de 0,76 ~ 1,3 μm. La banda del infrarrojo cercano también es una banda de uso común en la tecnología de detección remota.
El infrarrojo medio, el infrarrojo lejano y el infrarrojo ultralejano son los causantes de la sensación de calor, por lo que también se les llama infrarrojo térmico. Cualquier objeto en la naturaleza puede irradiar rayos infrarrojos cuando su temperatura es superior a la temperatura absoluta (-273,15°C). La longitud de onda de los rayos infrarrojos emitidos por objetos dentro del rango de temperatura normal está principalmente entre 3,0 y 40,0 μm, mientras que los rayos infrarrojos superiores a 15,0 μm son fácilmente absorbidos por la atmósfera y las moléculas de agua. Por lo tanto, en la tecnología de detección remota, la banda de 3,0 a 15,0 μm. Se utiliza principalmente, y más bandas de 3,0 ~ 5,0 μm y 8,0 ~ 14,0 μm. El infrarrojo medio, el infrarrojo térmico y el infrarrojo lejano pueden producir sensación de calor. La detección remota por infrarrojos utiliza la inducción térmica para detectar la radiación de los propios objetos terrestres (como la contaminación térmica, los volcanes, los incendios forestales, etc.), por lo que se puede trabajar. no sólo durante el día, sino también por la noche. Puede realizar teledetección durante todo el día.
(4)Microondas: rango de longitud de onda de 1 mm a 1 m. Las microondas se pueden dividir en ondas milimétricas, ondas centimétricas y ondas decimétricas. Tanto la radiación de microondas como la radiación infrarroja tienen propiedades de radiación térmica. Dado que la longitud de onda de las microondas es más larga que la luz visible y la infrarroja, pueden penetrar las nubes y la niebla sin verse afectadas por el clima, por lo que pueden realizar detección remota en todo clima y durante todo el día. La teledetección por microondas puede utilizar métodos de obtención de imágenes activas o pasivas. Además, las microondas tienen ciertas capacidades de penetración para determinadas sustancias y pueden penetrar directamente superficies como la vegetación, el hielo, la nieve y el suelo. Por tanto, las microondas son una banda de teledetección con un gran potencial de desarrollo en la tecnología de teledetección.