- Signature และการสะท้อนช่วงคลื่นของสิ่งปกคลุมผิวโลก
ปฏิสัมพันธ์ที่มีลักษณะเฉพาะตัวของวัตถุบนพื้นผิวโลกใด ๆ ทำให้เกิดคุณสมบัติของความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและวัตถุบนพื้นผิวโลก 4 ประการ ได้แก่
1) วัตถุต่างชนิดจะมีปฏิสัมพันธ์กับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแตกต่างกัน กล่าวคือ ที่ช่วงคลื่นเดียวกัน อาคารสิ่งปลูกสร้างกับพืช จะมีปฏิสัมพันธ์กับช่วงคลื่นนั้นแตกต่างกัน
2) วัตถุชนิดเดียวกันจะมีปฏิสัมพันธ์กับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่างชนิดกันแตกต่างกัน กล่าวคือ พืชจะมีปฏิสัมพันธ์กับช่วงคลื่นของพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ต่างกันนั้นไม่เหมือนกัน
3) ลักษณะปฏิสัมพันธ์ของวัตถุชนิดเดียวกันกับพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงเวลาและสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกัน ย่อมจะมีลักษณะที่แตกต่างกัน เช่น ต้นข้าวที่ต่างวัย คือ ต้นอ่อน และที่กำลังออกรวง ย่อมมีลักษณะปฏิสัมพันธ์กับคลื่นที่ไม่เหมือนกัน
4) วัตถุชนิดเดียวกันจะมีปฏิสัมพันธ์กับพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แสดงในรูปเส้นกราฟมีลักษณะเฉพาะตัว เรียกว่า “ลายเส้นเชิงคลื่น” หรือ “Signature” ซึ่งใช้ประโยชน์ในการตีความและจำแนกวัตถุต่าง ๆ ออกจากกัน
ลักษณะการสะท้อนของพืชใบเขียว
ลักษณะการสะท้อนของพืชใบเขียว องค์ประกอบสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการสะท้อนแสงใน แต่ละช่วงคลื่น (Dominant factor controlling leaf reflectance) และองค์ประกอบสำคัญที่มี อิทธิพลต่อการดูดซับในช่วงคลื่นต่างๆ (Primary absorption bands)
1. ในช่วงคลื่น Visible
ปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการสะท้อนแสงของพืช คือ pigments (chlorophyll)
Chlorophyll จะดูดซับพลังงานที่ l 0.45 ไมโครเมตร (ช่วงคลื่นสีฟ้า) และ 0.65 ไมโครเมตร (ช่วงคลื่นสีแดง) ทั้งสองช่วงคลื่นจะถูกเรียกว่า Chlorophyll Absorption Bands
พืชมีการสะท้อนแสงมากที่ l 0.54 ไมโครเมตร (ช่วงคลื่นสีเขียว)
2. ในช่วงคลื่น Near Infrared
ปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการสะท้อนแสงของพืช คือ โครงสร้างของใบพืช
พืชจะมีการสะท้อนแสงสูงที่ l 0.75-1.3 ไมโครเมตร
Reflection ประมาณ 45-50 %, Transmission ประมาณ 45-50%, Absorption ประมาณ 5% ในช่วงคลื่น Near Infraredพืชแต่ละชนิดมีโครงสร้างใบที่ต่างกัน การสะท้อนแสงจึงต่างกันด้วย
ความหนาแน่นของใบ การเรียงตัวของใบก็มีผลเช่นกัน
3. ในช่วงคลื่น Middle infrared
ปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการสะท้อนแสงของพืช คือ ความชื้นและน้ำในใบของพืช
พืชมีการสะท้อนแสงน้อยที่ l 1.4, 1.9 และ 2.7 ไมโครเมตร ทั้งสามช่วงคลื่นจะถูกเรียกว่า Water Absorption Bandsพืชมีการสะท้อนแสงสูงที่ l 1.6 และ 2.2 ไมโครเมตร
ความสัมพันธ์ระหว่างเนื้อดินและความชื้นในดินเมื่อความชื้นในดินสูง ย่อมมีการ Absorbed สูง และมีการ Reflected ต่ำ องค์ประกอบด้านเนื้อดินสัมพันธ์กับความชื้นในดิน แบ่งตามอนุภาคของดิน ดินเหนียว ขนาดอนุภาคดิน เส้นผ่าศูนย์กลาง < 0.002 mm. เก็บความชื้นได้มากกว่า ทรายแป้ง ขนาดอนุภาคดิน 0.002 < เส้นผ่าศูนย์กลาง< 0.05 mm. เก็บความชื้นได้มากกว่า ทราย ขนาดอนุภาคดิน 0.05 < เส้นผ่าศูนย์กลาง < 2.00 mm.ปริมาณความชื้นลดลง การสะท้อนมีมากขึ้นความชื้นในดินมากขึ้น การดูดซับจะเพิ่มขึ้น และการสะท้อนจะลดลง เนื้อดินที่มีขนาดเล็ก สะท้อนแสงได้ดีกว่า เนื้อดินขนาดใหญ่ พื้นผิวที่ขรุขระ สะท้อนแสงได้ ไม่ดีเท่าผิวหน้าดินที่ค่อนข้างเรียบ ปริมาณอินทรียวัตถุเพิ่มขึ้นในดิน การสะท้อนแสงจะ ลดต่ำลงปริมาณเหล็กออกไซด์ที่เพิ่มขึ้น การสะท้อนแสงจะลดต่ำลงเช่นกันและสำหรับดินที่มีส่วนผสมเป็นดินเหนียว ธาตุ hydroxyl มีอิทธิพลในการดูดซับพลังงานใน ช่วงคลื่น1.4 และ 2.2 ไมโครเมตร
1. ในช่วงคลื่น Visible
ปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการสะท้อนแสงของพืช คือ pigments (chlorophyll)
Chlorophyll จะดูดซับพลังงานที่ l 0.45 ไมโครเมตร (ช่วงคลื่นสีฟ้า) และ 0.65 ไมโครเมตร (ช่วงคลื่นสีแดง) ทั้งสองช่วงคลื่นจะถูกเรียกว่า Chlorophyll Absorption Bands
พืชมีการสะท้อนแสงมากที่ l 0.54 ไมโครเมตร (ช่วงคลื่นสีเขียว)
2. ในช่วงคลื่น Near Infrared
ปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการสะท้อนแสงของพืช คือ โครงสร้างของใบพืช
พืชจะมีการสะท้อนแสงสูงที่ l 0.75-1.3 ไมโครเมตร
Reflection ประมาณ 45-50 %, Transmission ประมาณ 45-50%, Absorption ประมาณ 5% ในช่วงคลื่น Near Infraredพืชแต่ละชนิดมีโครงสร้างใบที่ต่างกัน การสะท้อนแสงจึงต่างกันด้วย
ความหนาแน่นของใบ การเรียงตัวของใบก็มีผลเช่นกัน
3. ในช่วงคลื่น Middle infrared
ปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการสะท้อนแสงของพืช คือ ความชื้นและน้ำในใบของพืช
พืชมีการสะท้อนแสงน้อยที่ l 1.4, 1.9 และ 2.7 ไมโครเมตร ทั้งสามช่วงคลื่นจะถูกเรียกว่า Water Absorption Bandsพืชมีการสะท้อนแสงสูงที่ l 1.6 และ 2.2 ไมโครเมตร
ลักษณะการสะท้อนคลื่นแสงของดิน
ความสัมพันธ์ระหว่างเนื้อดินและความชื้นในดินเมื่อความชื้นในดินสูง ย่อมมีการ Absorbed สูง และมีการ Reflected ต่ำ องค์ประกอบด้านเนื้อดินสัมพันธ์กับความชื้นในดิน แบ่งตามอนุภาคของดิน ดินเหนียว ขนาดอนุภาคดิน เส้นผ่าศูนย์กลาง < 0.002 mm. เก็บความชื้นได้มากกว่า ทรายแป้ง ขนาดอนุภาคดิน 0.002 < เส้นผ่าศูนย์กลาง< 0.05 mm. เก็บความชื้นได้มากกว่า ทราย ขนาดอนุภาคดิน 0.05 < เส้นผ่าศูนย์กลาง < 2.00 mm.ปริมาณความชื้นลดลง การสะท้อนมีมากขึ้นความชื้นในดินมากขึ้น การดูดซับจะเพิ่มขึ้น และการสะท้อนจะลดลง เนื้อดินที่มีขนาดเล็ก สะท้อนแสงได้ดีกว่า เนื้อดินขนาดใหญ่ พื้นผิวที่ขรุขระ สะท้อนแสงได้ ไม่ดีเท่าผิวหน้าดินที่ค่อนข้างเรียบ ปริมาณอินทรียวัตถุเพิ่มขึ้นในดิน การสะท้อนแสงจะ ลดต่ำลงปริมาณเหล็กออกไซด์ที่เพิ่มขึ้น การสะท้อนแสงจะลดต่ำลงเช่นกันและสำหรับดินที่มีส่วนผสมเป็นดินเหนียว ธาตุ hydroxyl มีอิทธิพลในการดูดซับพลังงานใน ช่วงคลื่น1.4 และ 2.2 ไมโครเมตร
ลักษณะคลื่นแสงของน้ำ
การสะท้อนของแสงขึ้นกับ คุณภาพของน้ำ และสภาพของน้ำ
การหาขอบเขตของน้ำ สามารถใช้ near-infrared เพราะน้ำดูดซับ EM ตั้งแต่ 0.8 ไมโครเมตร ขึ้นไปการศึกษาคุณภาพน้ำหรือสภาพน้ำใช้ visible เพราะ น้ำสะท้อนแสงได้ที่ 0.4-0.75 ไมโครเมตร น้ำที่ขุ่นจะสะท้อนแสงได้มากกว่าน้ำใส เพราะ มี Back scattering (การกระจัดกระจายกลับ)พืชที่ปนอยู่ในน้ำ chlorophyll ทำให้เกิดการดูดซับพลังงานมาก ขึ้น การสะท้อนจะลดลง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น