(定量遙感課件）熱紅外遙感基礎(chǔ)

1、( (定量遙感課件）定量遙感課件）熱紅外遙感基礎(chǔ)熱紅外遙感基礎(chǔ) 2.熱紅外遙感的基本概念熱紅外遙感的基本概念 熱紅外遙感熱紅外遙感就是利用傳感器的就是利用傳感器的熱紅外波段熱紅外波段收集、收集、記錄地物的記錄地物的熱輻射熱輻射信息，并利用這種熱輻射信息信息，并利用這種熱輻射信息來獲取目標(biāo)物的溫度信息。來獲取目標(biāo)物的溫度信息。所有的物質(zhì)，只要其溫度超過絕對零度，就會所有的物質(zhì)，只要其溫度超過絕對零度，就會不斷發(fā)射紅外能量。常溫的地表物體發(fā)射的紅不斷發(fā)射紅外能量。常溫的地表物體發(fā)射的紅外能量主要在大于外能量主要在大于3微米的中遠(yuǎn)紅外區(qū)。微米的中遠(yuǎn)紅外區(qū)。7-18微米、微米、3-18微米微米熱紅外波

2、段？熱紅外波段？熱輻射？熱輻射？ 3.熱紅外遙感的復(fù)雜性熱紅外遙感的復(fù)雜性 1、熱紅外遙感的大氣影響更為復(fù)雜、熱紅外遙感的大氣影響更為復(fù)雜可見光波段的大氣影響？可見光波段的大氣影響？熱紅外光波段的大氣影響？熱紅外光波段的大氣影響？吸收、散射吸收、散射、發(fā)射發(fā)射最主要的影響因素？最主要的影響因素？水汽、氣溶膠水汽、氣溶膠 2、熱紅外信息，除受大氣干擾外，還受地?zé)峒t外信息，除受大氣干擾外，還受地表層熱狀況的影響。表層熱狀況的影響。主要的影響因素：風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫度、主要的影響因素：風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫度、土壤水分、地形地貌等。土壤水分、地形地貌等。 3.熱紅外遙感的復(fù)雜性熱紅外遙感的復(fù)雜性 3、熱

3、探測器獲得的物體發(fā)射輻射包含了兩個(gè)重、熱探測器獲得的物體發(fā)射輻射包含了兩個(gè)重要信息：溫度；比輻射率。二者分離非常困難要信息：溫度；比輻射率。二者分離非常困難。 物體的溫度與圖像亮度的關(guān)系？物體的溫度與圖像亮度的關(guān)系？ 3.熱紅外遙感的復(fù)雜性熱紅外遙感的復(fù)雜性 4、熱紅外遙感圖像的空間分辨率一般較低，、熱紅外遙感圖像的空間分辨率一般較低，混合像元問題非常突出混合像元問題非常突出。可見光、熱紅外空間分辨率：可見光、熱紅外空間分辨率：MODIS，TM 3.熱紅外遙感的復(fù)雜性熱紅外遙感的復(fù)雜性紅外輻射傳輸方程紅外輻射傳輸方程大氣熱紅外輻射的性質(zhì)大氣熱紅外輻射的性質(zhì) 大氣的長波輻射性質(zhì)很復(fù)雜，不僅與吸收

4、物質(zhì)大氣的長波輻射性質(zhì)很復(fù)雜，不僅與吸收物質(zhì)(水汽，水汽，CO2與與O2)分布有關(guān)，而且與大氣溫度、分布有關(guān)，而且與大氣溫度、壓力有關(guān)。壓力有關(guān)。水汽（水汽（H2O）在）在6.3微米有一個(gè)較強(qiáng)的吸收帶微米有一個(gè)較強(qiáng)的吸收帶;二氧化碳二氧化碳(CO2)分別在分別在4.3微米和微米和15微米有較強(qiáng)的微米有較強(qiáng)的吸收帶吸收帶; O3 在在9.6微米處微米處一個(gè)窄的吸收帶一個(gè)窄的吸收帶. .所以能稱之為窗區(qū)的只有所以能稱之為窗區(qū)的只有3.54.0微米，微米，89.5微微米和米和10.512.5微米三個(gè)波段。微米三個(gè)波段。 熱紅外輻射在大氣中的傳輸熱紅外輻射在大氣中的傳輸除非有云或塵埃等大顆粒質(zhì)點(diǎn)較多時(shí)

5、，大氣對長波輻射除非有云或塵埃等大顆粒質(zhì)點(diǎn)較多時(shí)，大氣對長波輻射的散射削弱極小，可以忽略不計(jì)。有云時(shí)，云中對長波的吸收的散射削弱極小，可以忽略不計(jì)。有云時(shí)，云中對長波的吸收作用很大，較薄的云層已可以視為黑體。作用很大，較薄的云層已可以視為黑體。大氣不僅是削弱熱紅外輻射的介質(zhì)，而且它本身也發(fā)射大氣不僅是削弱熱紅外輻射的介質(zhì)，而且它本身也發(fā)射熱紅外輻射。熱紅外輻射?？傊?，熱紅外輻射在大氣中的傳輸，是一種漫射輻射在總之，熱紅外輻射在大氣中的傳輸，是一種漫射輻射在無散射但有吸收又有發(fā)射的介質(zhì)中的傳輸。無散射但有吸收又有發(fā)射的介質(zhì)中的傳輸。熱紅外輻射在大氣中的傳輸熱紅外輻射在大氣中的傳輸熱紅外輻射的大氣

6、傳輸方程熱紅外輻射的大氣傳輸方程（1）地球與大氣都是發(fā)射紅外輻射的輻射源；）地球與大氣都是發(fā)射紅外輻射的輻射源；（2）通過大氣中的任一平面射出的都是具有各個(gè)方向的漫射）通過大氣中的任一平面射出的都是具有各個(gè)方向的漫射輻射；輻射；（3）只考慮吸收作用，忽略散射；）只考慮吸收作用，忽略散射；（4）必須把大氣的發(fā)射和吸收同時(shí)考慮；）必須把大氣的發(fā)射和吸收同時(shí)考慮；（5）假定大氣是水平均一的。）假定大氣是水平均一的。Atmosphere熱紅外輻射傳輸方程熱紅外輻射傳輸方程)()(0sTB=),(surfaceB熱紅外輻射傳輸方程熱紅外輻射傳輸方程波長 (m)2468101214Luminance sp

7、ectrale(W cm-2sr-1um-10.02.0e-44.0e-46.0e-48.0e-41.0e-31.2e-3)(),;,(,ssssbE),(surfaceB)()(0sTB=+熱紅外輻射傳輸方程熱紅外輻射傳輸方程波長 (m)24681012140,02,0e-44,0e-46,0e-48,0e-41,0e-31,2e-3Luminance spectrale(W cm-2sr-1um-1dLatmbcos)(),;,(,)(),;,(,ssssbE)()(0sTB=+),(surfaceB熱紅外輻射傳輸方程熱紅外輻射傳輸方程波長 (m)24681012140,02,0e-44,

8、0e-46,0e-48,0e-41,0e-31,2e-3Luminance spectrale(W cm-2sr-1um-1dLatmbcos)(),;,(,)(),;,(,ssssbE)()(0sTB= +atm),(sensorB波長 (m)24681012140,02,0e-44,0e-46,0e-48,0e-41,0e-31,2e-3Luminance spectrale(W cm-2sr-1um-1熱紅外輻射傳輸方程熱紅外輻射傳輸方程atmLdLatmbcos)(),;,(,)(),;,(,ssssbE)()(0sTB= +atm+),(sensorB波長 (m)24681012140,02,0e-44,0e-46,0e-48,0e-41,0e-31,2e-3Luminance spectrale(W cm-2sr-1um-1熱紅外輻射傳輸方程熱紅外輻射傳輸方程中紅外波段中紅外波段熱紅外波段熱紅外波段 atmiL),(