影响岩石光谱特性的因素有哪些?高分三号 水文遥感 雷达扫描

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影响岩石光谱特性的因素有哪些?

岩石的光谱表现非常复杂,其中最重要的原因是岩石光谱本质上是矿物的混合光谱,其光谱特征受成分、结构、构造和表面状态等因素的影响。研究表明,这种混合效应是非线性的。这对高光谱遥感图像的数据处理和岩矿信息提取带来了不便。同时,由于可见光和红外的穿透能力只有几个厘米,因此在分析岩石光谱特性与成分关系时,样品表面结构和成分非常重要,特别是在野外自然情况下。

影响岩石光谱特性的因素有:

(1)风化作用对岩石光谱反射率的影响

风化作用对原岩的成分、结构的改变是显而易见的。岩石受风化剥蚀作用生成碎屑,由水化作用生成水化物,它们或多或少地残留于岩石的表面。就沉积岩而言,由于风化后岩石的成分变化不大,风化面与新鲜面的光谱差异主要表现在光谱反射率大小上。而在光谱形态上,由于Fe3+Fe2+的影响,在可见光部分变化略大,而在其他部分变化较小。对于透明物质,具有典型意义的是,减小粒度,反射率就会增大。

(2)岩石表面结构对光谱反射率的影响

岩石表面结构对岩石光谱反射率有一定影响,在矿物成分基本相同时,矿物颗粒的粒度尺寸减小会导致光谱反射强度的增高,这是因为粒度愈小,它对入射光的散射愈强,减少了消光作用。通常,斜入射的情况下,细粒的矿物颗粒的微阴影覆盖的面积会变得更小,因而也提高了该表面的反射强度。

(3)岩石表面颜色对光谱反射率的影响

岩石的颜色是矿物成分、金属杂质及有机质含量的集中表现。不同种类的岩石由不同的矿物所组成,它们在颜色上是有差别的。一般来说,岩石颜色越深,说明以暗色矿物为主或含某些有机质(如炭质)杂质,则反射率亦低;岩石颜色越浅,说明以浅色矿物为主或含有机质少,则反射率亦高。岩石中的杂质成分往往反映在岩石的颜色上,进而影响该岩石的光谱反射率,有时甚至压抑掉该岩石的光谱特征。

(4)大气环境对岩石光谱反射率的影响

在自然光下,岩石的光谱受环境条件的影响比较明显。如大气窗口的限制,风力的随机变化,气温、气压及能见度等的变化。最明显的是大气影响,因为大气能改变太阳辐射光谱分布,以致衰减辐射能量,增加散射辐射。