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1、第七章第七章、熱紅外圖像判讀、熱紅外圖像判讀?第一節(jié),物體的熱學性質?第二節(jié),熱掃描圖像的特點與解譯?第三節(jié),熱紅外圖像成像時段的選擇?第四節(jié),典型地物的熱特性解譯第一節(jié)、物體的熱學性質常常體現(xiàn)物體熱學性質的幾個概念1.熱傳導率(Thermalconductivity)又稱導熱系數(shù),是對熱量通過物體的度量。某物質的熱傳導率值是指:當兩平面間的溫差保持1度時,通過體積為1立方厘米物質的熱量(單位卡)。?金屬具有很高的熱導率,而絕緣材料則很低;巖石是不良的熱導率體;土壤還要看其中充填物等;問題:物體熱導率的高低在熱圖像上會有何效果?如水2.熱擴散率(Thermaldiffus
2、ivity)是物體內部溫度變化速率的度量。用k表示,單位米2/秒(m-2·s-1)。水的熱擴散率1.34′10-7米2/秒空氣的熱擴散率1.826′10-5米2/秒3.熱容量(Thermalcapacity)與比熱(Specificheat)二者均是物質儲存熱能力的量度!熱容量:在一定的壓力或熱容的條件下,物體溫度每升高1度所需要吸收的熱量。單位卡/度,常用C表示。熱容量與質量成正比。比熱:單位質量的熱容量則為比熱。用c表示,單位卡/克·度例如:15°C的純凈水比熱為1卡/克·度?4.熱慣量(Thermalinertia)是一個綜合指標,是物質對溫度變化熱反應的一種度量。
3、熱慣量是量度物質熱惰性(阻止物理溫度變化)大小的物理量。高熱慣量的物質,對溫度的變化阻力較大常用P表示,單位卡/(厘米2·秒1/2·度)。P=[krc]1/2k為熱傳導率,c為比熱,r為密度(克/厘米3)通常熱慣量大則晝夜溫差就小,物質表面溫度較均一!如:水k為熱傳導率、c為比熱、r是密度、P熱慣量第二節(jié)、熱掃描圖像的特點熱掃描圖像的特點:1.定義它體現(xiàn)的是地物熱輻射特性,是地物輻射溫度分布的記錄圖像。2.特點⑴在熱圖像上(正片),淺色調代表強輻射體,說明其溫度高或輻射率高;深色調代表弱輻射體,表明其表面溫度低。水——白色馬路、街道——灰白到白鐵路——黑、灰黑樹木——灰至
4、淺黑夜晚圖像⑵在熱紅外圖像中反映目標的信息往往偏大,且邊界不十分清晰,但對誰信息反應敏感。⑶熱紅外圖像由于是掃描圖像,因此具有明顯的幾何變形。①主要來自掃描圖像本身。exp,由于掃描鏡的旋轉速度變化不均,使得像點間隔不恒定。②弧形掃描與平面記錄,是邊緣像點被壓縮或被拉伸。平面③飛行姿態(tài)的滾動、傾斜,是的圖像彎曲變形或比例尺的變化⑷熱紅外掃描圖像去有不規(guī)則性,會使圖像出現(xiàn)某些“熱”的假象。例如:天氣的變化云——有云將會降低熱的反差雨——會產(chǎn)生平行文理風——會產(chǎn)生污跡或條文噪聲冷氣流——會產(chǎn)生不同形狀的冷異常圖像其次還有:電子異常噪聲、無線電干擾產(chǎn)生的噪聲條帶和波狀紋理、膠片
5、質量和曝光不當、顯影劑質量問題或受潮等。第三節(jié)、熱紅外圖像成像時段選擇不同土地覆蓋類型(沙地、草地、林地、湖波)的相對輻射溫度變化曲線水比其它地類晚2個多小時1.通常黎明前(午夜2-3點時)多反映一天中最低溫度。而午間2點左右,多反映一天中最高溫度。因此,多采用這兩個時間段的熱紅外成像的溫度數(shù)據(jù),此時構成溫差的最大值,這樣可估算物體的熱慣量,進行熱制圖。2.熱紅外遙感最常用的兩個波段3—5、8—14mm。3—5mm波段的傳感器即記錄太陽的反射輻射,也記錄地物的發(fā)射輻射,由這兩種熱量共同形成的圖像。DiurnalHeatingEffectsDiurnalHeatingEff
6、ects熱紅外圖象隨時間變化明顯,以亞特蘭大中心白天和黎明前的航空熱紅外圖象為例。白天黎明前白天的圖象類似于常規(guī)的航空相片(光照、陰影);黎明前溫差明顯減?。o陰影),可以看到局部熱島效應,以及由瀝青鋪設的路面。3.8—14mm波段的傳感器只記錄發(fā)射輻射,沒反射輻射。但卻有“陰影”的影響。這是由于太陽的照射,而使得地物受熱不均勻,會在8—14mm波段圖像上產(chǎn)生大量“熱陰影”,這會使得熱圖像分析復雜化?。ㄔ摬ǘ斡涗洺氐匚餃囟?,白天圖像常有“熱陰影”)4.地質學家更偏愛黎明前的熱圖像⑴可提供長時間的穩(wěn)定溫度值,且“陰影”效應最小,這有利于地層和構造的識別;⑵同時夜間圖像也存
7、在劣勢,如夜間各地類溫差不大,對解譯不利。且夜間作業(yè),飛機導航,尋找地面參照物等都有困難。因此,關于熱圖像的波段選擇,還應具體問題具體分析!第四節(jié)、典型地物的熱特性解譯熱紅外圖象隨時間變化明顯,以亞特蘭大中心白天和黎明前的航空熱紅外圖象為例。白天黎明前白天的圖象類似于常規(guī)的航空相片(光照、陰影);黎明前溫差明顯減?。o陰影),可以看到局部熱島效應,以及由瀝青鋪設的路面。第四節(jié)、典型地物的熱特性解譯熱圖像的一般解譯規(guī)律:一、地物白天受太陽輻射影響,溫度較高,成暖色調;夜間物質散熱,溫度較低,成冷色調。(土壤、巖石尤為明顯)二、水