1. الأساسيات الفيزيائية
خصائص الانعكاس الطيفي
يعتمد الاستشعار عن بعد على قياس الإشعاع المنعكس أو المنبعث من الأجسام المختلفة. الأجسام التي تكون لاسطحها سمات مختلفة تعكس أو تمتص إشعاع الشمس بطرق مختلفة. تعتمد خصائص الانعكاس لجسم ما على المادة المكونة له وحالته الفيزيائية والكيميائية (مثل الرطوبة)، وخشونة السطح وكذلك الظروف الهندسية (مثل زاوية السقوط لأشعة الشمس). أكثر ميزات السطح أهمية هي اللون والبنية والملمس.
هذه الاختلافات تجعل من الممكن تحديد معالم أو مواد مختلفة على سطح الأرض من خلال تحليل أنماط الانعكاس الطيفي أو الإشارة الطيفية لهم. يمكن تمثيل هذه الإشارات أيضًا بإستخدام منحنيات الانعكاس الطيفي بدلالة الطول الموجي. يوضح الشكل في العمود الأيسر منحنيات الانعكاس الطيفي النموذجية لثلاثة أنواع أساسية من معالم سطح الأرض: نباتات خضراء وتربة جرداء جافة ومياه صافية.
يكون منحنى الانعكاس الطيفي للنباتات الخضراء الصحية عند الحد الأدنى من الانعكاس في الجزء المرئي من الطيف الكهرومغناطيسي بسبب الصبغات في أوراق النبات. بينما يزيد الانعكاس بشكل كبير في الأشعة تحت الحمراء القريبة. وبهذا يمكن اكتشاف النباتات المجهدة لأن النباتات المجهدة لها انعكاس أقل بشكل ملحوظ في الأشعة تحت الحمراء.
يمكن العثور على المزيد حول الإشارات الطيفية للنباتات في الوحدة التعليمية الإستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية فى الزراعة.
نلاحظ أن منحنى الانعكاس الطيفي للتربة الجرداء أقل تغيرًا إلى حد كبير، حيث يتأثر منحنى الانعكاس بمحتوى الرطوبة وبنية التربة وخشونة السطح ووجود أكسيد الحديد والمواد العضوية، وهذه العوامل أقل هيمنة من عوامل الامتصاص الملحوظة في أطياف انعكاس النباتات.
المصدر: Siegmund, Menz 2005 مع التعديلات
يتميز منحنى الماء بامتصاص عالي في نطاق الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء وما بعدها. بسبب خاصية الامتصاص هذه، يمكن بسهولة اكتشاف المسطحات المائية والمعالم التي تحتوي على الماء وتحديد موقعها وترسيمها باستخدام بيانات الاستشعار عن بعد. المياه العكرة لها انعكاس أعلى في النطاق المرئي من المياه النقية. وينطبق ذلك أيضًا على المياه التي تحتوي على تركيزات عالية من الكلوروفيل. وتستخدم أنماط الانعكاس هذه للكشف عن مستعمرات الطحالب وكذلك التلوث البيئي مثل انسكابات النفط أو مياه الصرف الصناعي (يمكن العثور على المزيد حول أنماط الانعكاسات المختلفة في الماء في الوحدة التعليمية "لون المحيط" في المنطقة الساحلية).
