【RS Notes】遥感中几个基本物理概念的辨析

光学和热红外遥感的基础是电磁辐射，而在对辐射的描述中，有几个很容易被混淆的物理概念，这里对它们进行简单的辨析。

辐射能量 $Q_e$ radiant energy

表示电磁辐射的能量，单位为 $J$ 。

表示单位时间内传送的辐射能量（相当于功率），

$\Phi=\frac{\mathrm{d}Q_e}{\mathrm{d}t}$

辐射通量的单位为 $W$ 。

单位时间内，辐射源向单位立体角内辐射的能量，用来表示点辐射源的辐射能力，

$I_e=\frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}\omega}$

其中 $\mathrm{d}\omega$ 为单位立体角。辐射强度的单位为 $W\cdot sr^{-1}$ 。

用来表示单位时间内单位面积所接收到的辐射能量，

$E_e=\frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}S}$

辐射通量密度的单位为 $W\cdot m^{-2}$ 。

用来表示单位时间内单位面积上辐射出的辐射能量，表达式和单位均与辐射通量密度一致。

单位时间内，单位面积辐射源向单位立体角内辐射的能量，用来表示面辐射源的辐射能力，

$L_e=\frac{\mathrm{d}^2\Phi}{\mathrm{d}\omega\mathrm{d}S\cos\theta}$

辐射亮度的单位是 $W\cdot m^{-2}\cdot sr^{-1}$ 。它是卫星传感器的直接观测量，也是实际遥感应用中最常见到的一个物理量。

当在物理量的名称前加上“光谱”时，则表示单位波长范围内的能量，其单位需要对应增加 $\mu m^{-1}$ 项（或 $nm^{-1}$ ，视使用的波长单位而定）。比如光谱辐射通量密度，单位就应该是 $W\cdot m^{-2}\cdot\mu m^{-1}$