Az elektromágneses spektrum (színkép)
Az elektromágneses spektrumban a rövidebb hullámhosszú sugárzási tartományokat (többek között: gamma-sugárzás, Röntgen-sugarak) a hosszabb hullámhosszú sugárzási tartományok követik (beleértve a mikrohullámú rádióhullámokat is). A teljes spektrum a 10‑12 m – 104 m közé esik.
A spektrum látható fény tartományai (melyeket szemünkkel érzékelünk) fontos szerepet játszanak a távérzékelési technikában. A látható fény tartománya a teljes spektrumon belül rendkívül keskeny, mindössze a 0,4–0,7 µm-es ( 4 x 10‑6 – 7 x 10‑6 m) tartományba esik. A körülöttünk lévő valamennyi elektromágneses hullám érzékelésére nem vagyunk képesek, de képesek vagyunk olyan szenzorok előállítására, melyek érzékenyek a spektrumnak általunk nem látható részére is.
A látható fény spektrum tartománya a következő színekre bontható:
A spektrum látható tartományát követő, a távérzékelés szempontjából fontos része az infravörös sugárzási tartomány.
Az infravörös sugárzás hozzávetőlegesen 0,7 – 100 µm hullámhossz tartományba esik (több mint százszor szélesebb, mint a látható fény hullámhossz tartománya). Ezt a tartományt két alapvető részre szokás osztani: a visszavert (reflektált) és az emittált (hő) infravörös sugárzásra. A távérzékelésben a visszavert infravörös sugarak ugyanúgy kerülnek felhasználásra, mint a látható fény sugarai. A visszavert infravörös tartomány a 0,7 – 3,0 µm közzé esik. Az emittált (hő) sugárzás a felszín saját hőjének kibocsátását jelenti, ennek a tartománynak a határai: 3,0 – 100 µm.
A harmadik spektrumtartomány, melyet a távérzékelés használ, a mikrohullámú sugárzás. Ez a hullámhossz tartomány 1 mm-től 1 m-ig terjed.
Miért használ a távérzékelés egymástól különböző hullámhossz tartományokat a felszínről érkező visszavert sugárzás rögzítésére?
Ennek az az oka, hogy a felszín részei (tárgyak, növénytakaró, csupasz talaj, kőzetek, stb.) a különböző hullámhosszakon különböző mértékben verik vissza a rájuk eső elektromágneses sugarakat. Minél több, egymástól jól elkülöníthető hullámhosszon rögzítjük a visszavert sugarakat, a tárgyról vagy a felszínről annál több és pontosabb információt szerezhetünk.
Spektrális görbék
Pl. a vízfelszín és a vegetáció a látható fény meghatározott részein hasonló mennyiségben veri vissza a beeső sugárzást, de az infravörös tartományban a kétféle felszín teljesen különbözőképpen viselkedik, tehát azok egymástól megkülönböztethetők. A spektrális visszaverés egyazon tárgyról is lehet különböző a tárgy állapotától, a felvétel idejétől függően.
Az elektromos hullámoknak ahhoz, hogy elérjék a Föld felszínét, át kell haladniuk a teljes atmoszférán. A légkörben található gázmolekulák, vízgőz és egyéb szennyező részecskék hatással lehetnek a beeső fényre . A kölcsönhatásnak két típusát szoktuk megkülönböztetni: a szóródást és az abszorpciót.
A szóródás akkor következik be, ha viszonylag nagy méretű gázmolekulák és egyéb részecskék vannak jelen a légkörben, melyek eltérítik az elektromágneses sugarakat eredeti irányuktól. A szóródás nagysága több tényezőtől függ, nevezetesen a sugárzás hullámhosszától, a gázmolekulák és egyéb részecskék mennyiségétől és a légkörben megtett út hosszától.
Az abszorpció a légkörben található molekulák energia elnyelő képességének a következménye. Az ózon, a vízgőz és a széndioxid a három fő energia elnyelő közeg.
Az ózon az ultraviola sugarak elnyeléséért felelős, a széndioxid a távoli infravörös sugarakat nyeli el, a vízgőz elnyelési tartománya a hosszúhullámú infravörös és a rövidhullámú sugárzási tartomány.
A gázmolekulák és vízgőz energiaelnyelő tulajdonságának köszönhetően a spektrum egyes részein képesek vagyunk a távérzékelés módszerével adatokat gyűjteni, más részein pedig nem. Azokat a spektrum szakaszokat, melyeken a légköri abszorpció nincs jelen, ennek megfelelően távérzékelési adatgyűjtésre alkalmasak – légköri ablakoknak nevezzük.