Reflektancia
A reflektancia (ρ) egy felszín visszaverő képessége, a felszín által visszavert sugárzás és a felszínre eső sugárzás hányadosa. A reflektancia értéke hullámhosszfüggő, egy adott felszín a különböző hullámhosszúságú sugárzás különböző mértékben veri vissza. A hétköznapi életben, a tárgyak látható-tartománybeli reflektancimenetére (vagyis a reflektanciának a hullámhosszfüggésére) a tárgy színe alapján következtethetünk.
Zöld növény reflektanciájának hullámhosszfüggését mutatja az alábbi ábra. A látható tartományt lefedő hullámhosszaknál a rövid hullámhosszaknál (kék) és a nagy hullámhosszaknál (vörös) kis reflektancia, a hullámhossztartomány közepén (a zöld színnél) nagyobb reflektanciát mértek. Ebből adódik, hogy a növények a napfényből leginkább a zöld hullámhosszúságú fényt verik vissza, ezért zöld színűek.
A víz hétköznapi ismereteink szerint is sötét, kékeszöld színű. Ezt megerősíti a víz laboratóriumban mért reflektanciamenete.
A homok sárgás színét az adja, hogy a kék színt rosszul, míg a zöldet és a vöröset jobban veri vissza a homok.
Felszíntípusok a visszavert sugárzás irányfüggése alapján
Kétféle idealizált felszíntípust tudunk egyszerűen modellezni:
1. Tükrös visszaverő. Ez a felszín a ráeső, általában kollimált (közel párhuzamos sugarakból álló) sugárzást nagyrészt egy másik irányba, ugyancsak kollimált módon veri vissza. Ilyen lehet a nyugodt vízfelület. Bizonyos speciális geometriai helyzetben az ilyen vízfelületről közvetlenül a műholdba vetülhet a sugárzás, ami az érzékelők túlvezérlését okozhatja.
2. Lamberti típusú reflektor. A Lamberti típusú felszín a ráeső fényt minden irányban egyformán visszaveri (szórja).
Ilyen például a napfénybe tartott fehér papírlap, amit bármelyik irányból nézünk egyformán fényesnek látunk (csak eltérő nagyságú felületet látunk belőle). Lamberti sugárzónak tekinthető a Nap, mivel a korong különböző részei (közel) egyformán fényesnek látszódnak.
3. Általános esetben egy felszín reflektanciájának irányfüggését általános esetben leírófüggvény angol rövidítéssel BRDF-nek nevezzük. (Bi-directional Reflectance Distribution Function). Ez a függvény megadja, hogy egy felszín, különböző megvilágitási irányok esetén különböző irányokba mennyi sugárzást ver vissza.
Radiancia
A radiancia (jele: L) egy egységnyi felületen áthaladó, egységnyi térszög irányából érkező spektrális teljesítménysűrűség. Mértékegysége: [W/m2/steradian].
A radiancia mérése
A távérzékelésre használt elektrooptikai eszközök a műszer adott nyílásszöggel
jellemezhető optikáján keresztül a színszűrökkel meghatározott
hullámhossztartományba eső, a detektor felületére érkező sugárzás
teljesítményét mérik. A műszerek kalibrációjakor megállapítják a műszerbe jutó
radiancia és a műszer által kiadott digitális jelszint közötti kapcsolatot. A
műszerek előállítás során törekednek arra, hogy ez a kapcsolat lineáris legyen.
A kapcsolatot leíró egyenletben szereplő α és β együtthatók a műszerállandók.
L = α * CN + β
ahol CN a műszer által kijelzett digitális jelszint, szám (Count Number).
A radiancia és a reflektancia kapcsolata
A sugárzástani alapképletekből levezethető, hogy ismert megvilágítás (irradiancia, E, [W/m2]) esetén,
a légköri hatásokat elhanyagolva, egy Lamberti típusú visszaverő felszín radianciája:
L = ρ ∙ E ∙ cos(θ) / π
ahol θ a Nap zenitszöge (A zenitszög a helyi függővonal felfelé meghosszabbítása valamint a Nap irányába húzott félegyenes által bezárt szög. A fenti képlet alkalmazásakor automatikusan feltételezzük, hogy a sugárzás teljes egészében a Nap irányából érkezik (elhanyagoljuk az égboltfénylést) és feltesszük, hogy a felület vízszintes (a felületet érő megvilágítást a Nap zenitszöge alapján számíthatjuk.)
A fenti egyenlet alapján ismert megvilágitási viszonyok esetén, a radiancia méréséből a felszín reflektanciája meghatározható. A fenti egyenletben elhanyagoltuk a légkör hatását, ezért az ilyen módon számított reflektanciát látszólagos reflektanciának nevezzük.