反射系数与回波信号强度

5.6.1　反射系数与回波信号强度

地面介质表面的反射系数决定了激光回波能量的多少。地面介质对激光的反射系数取决于激光的波长、介质材料以及介质表面的明暗黑白程度。反射介质的表面越亮，反射率就越高。实验表明，沙土等自然介质表面的反射率一般为10%～20%;植被表面的反射率一般为30%～50%;冰雪表面的反射率一般为50%～80%。表5-1给出了一些常见介质对波长为0.9μm的激光的反射率。

由于反射率取决于表面介质材料，不同地物具有不同的反射介质表面。自然地物表面(如植被)对激光的反射能力要强于人工地物(如沥青和混凝土)介质表面对激光的反射能力。高反射率介质对应强激光回波信号，据此有可能开辟出利用激光回波强度影像进行信息获取的新领域(Petzold，et al，2000)。黑色沥青路面、黑色瓦片屋顶表面对激光信号有吸收效应，信号反射强度很低;相反，对于光亮的表面，激光射到该表面会形成较强的漫反射。对于平静的湖面或镜面，只有在扫描角取值为［－3°，+3°］时，系统才可能接收到激光回波信号。图5-17给出了激光照射到不同介质表面形成的不同反射。

表5-1　　　　不同介质对激光的反射率值

高反射率的介质表面有光亮表面、草、树、带波纹的水面，低反射率的介质表面一般为黑暗表面、沥青、炭、铁的氧化物、潮湿表面、泥巴、平静水面等。对于同一种介质表面，影响其反射率的因素有激光发射点到反射点间的距离、反射方位、介质成分和密度等。对于机载激光雷达测量系统来讲，物体表现的光谱特性接近于激光波长范围时，该物体对激光具有强反射性;反之，该物体对激光具有弱反射性(Baltsavias，1999b)。多数的第二代机载激光雷达测量系统都具有记录激光回波信号反射率值的功能。

图5-17　激光照射到不同介质表面形成的不同反射