Атмосфера представляет собой фильтр с достаточно нестабиль­ными пропускными характеристиками. Нестабильность вызыва­ется сложным вещественным составом и движением воздушных потоков атмосферы, обусловленным различием температуры и давления в ее слоях.

Атмосфера состоит из газов (азот (78%), кислород (21%), аргон (0,9%), углекислый газ (0,03%), озон и некоторые другие газы), водяного пара и различных приме­сей, так называемых аэрозолей — мельчайших взвешенных твер­дых и жидких частиц. Основная масса атмосферы (99,9 %) сосре­доточена в слое ниже 50 км (тропосфера - до 11 км, стратосфера – 11-50 км), поэтому здесь и происходят основные искажения проходящего через нее излучения. Искажаются отраженное и собственное излучения объектов. При малых высотах съемки до 200...400 м атмосфера практически не изменяет спектральный состав излучения.

Газы и аэрозоли, входящие в состав атмосферы, изменяют спектр проходящего электромагнитного излучения: полностью или частично поглощают лучи некоторых спектральных зон. Съемки поверхности Земли должны выполняться в спектральных интервалах, прозрачных для прохождения лучей.

В дальней и средней УФ областях (до λ = 0,3 мкм) атмосфера абсолютно непрозрачна. В пределах λ = 0,3-0,4 мкм на съемку сильно влияет атмосфера, прозрачность ее от слабой до удовлетворительной. В видимой части спектра в пределах λ = 0,4-0,76 мкм прозрачность атмосферы высокая, хотя в пределах ее есть отдельные узкие полосы поглощения световой энергии водяными парами, углекислым газом, озоном. В ИК области имеются следующие окна прозрачности: λ =0,76-1,2; 3-5 и 8-14 мкм.

Для радиоволн субмиллиметрового диапазона, как и для очень далекой ИК-области, атмосфера непрозрачна. Радиоволны 1-10 мм заметно поглощаются атмосферой, 1-100 см - незначительно, более 100 см задерживаются из-за преломления и отражения в ионосфере.

Механические частицы и водяной пар в атмосфере образуют так называемую атмосферную дымку, которая снижает контраст изображения.

Компоненты, входящие в состав атмосферы, изменяют прямо­линейность прохождения лучей - явление, называемое рефракцией атмосферы, которая приводит к деформации и смещению изображений снимаемых объектов.

3. Оптические свойства природных образований, критерии отражательной способности

При аэро- и космических съемках наибольший интерес пред­ставляют лучи, отраженные от объектов земной поверхности. Все объекты земной поверхности при наблюдении и съёмке в видимом и ближнем ИК диапазонах воспринимаются раздельно благодаря их яркостным различиям. Яркость объекта зависит от освещённости, отражательной способности, поглощения отражательного излучения промежуточной средой.

Критериями отражательной способности служат:

 коэффициенты интегральной яркости, коэф­фициенты спектральной яркости, интегральные и спектральные индикатрисы рассеяния.

Коэффициентом интегральной яркости (КЯ) называют отноше­ние интегральной яркости объекта (В) в данном направлении к интегральной яркости идеально отражающей поверхности (В⁰), определяемых при одинаковых условиях освещения и наблюдения:

Коэффициент интегральной яркости определяют в широкой спектральной зоне. Идеально отражающей считают поверхность, которая полностью и равномерно по всем направлениям отражает падающую на нее радиацию, например, «молочное» стекло.

 Отношение монохроматических (в узких спектральных зонах) яркостей объекта (Вλ) и идеально отражающей поверхности (В°_λ), измеряемых при одинаковых условиях освещения и наблюдения, называют коэффициентом спектральной яркости (КСЯ):

КСЯ объекта определяют одновременно в нескольких зонах спектра. Используя полученные данные, строят кривые КСЯ, показывающие зависимость коэффициентов от длины волны излучения.

Различные классы объектов имеют свои специфичные формы кривых КСЯ (рис. 2).

Принято разделять объекты по форме кривых КСЯ на четыре класса: