Wechselwirkungen zwischen Energie und Eigenschaften der Erdoberfläche

Erreicht elektromagnetische Strahlung einen Körper, so wird diese teilweise reflektiert, teilweise absorbiert oder auf den Körper übertragen. Ihre Verteilung ist abhängig von der Wellenlänge der Strahlung sowie Material und Zustand der Körperoberfläche. Die Unterschiede zwischen einzelnen Körpern geben uns die Möglichkeit, diese auf Satellitenbildern zu unterscheiden.

Neben dem Einfallswinkel der Strahlung, hängt die Art und Weise wie ein Objekt Strahlung reflektiert hauptsächlich von der Unebenheit der Oberfläche ab. Hier kann wie folgt unterschieden werden:

Spiegelnd: Ebene Flächen reflektieren wie ein Spiegel (wo der Einfallswinkel mit dem Ausfallswinkel übereinstimmt)
Diffus (oder nach Lambertschen Gesetz): Unebene Flächen reflektieren gleichmä ßig nach allen Seiten
Der Großteil der Flächen auf der Erde ist weder spiegelnd noch diffus, sondern liegt irgendwo zwischen diesen beiden Extremen.

Spiegende und diffuse Reflektion.

Die Art der Reflektion hängt von der Unebenheit der Oberfläche und der Wellenlänge der einfallenden Energie ab, die die Fläche erreicht. Ist die Wellenlänge kleiner als die Höhenunterschiede der Fläche oder die Partikelgröße auf der Fläche, so ist die Reflektion von der Fläche diffus.

Diffuse Reflektionen von Flächen auf der Erde sind für die Fernerkundung von besonderer Wichtigkeit, da nur diffuse Reflektionen spektrale Informationen hinsichtlich der Farbe der reflektierenden Fläche beinhalten im Gegensatz zu spiegelnden Reflektionen (Lillesand, Kiefer 2004).