第七章、热红外遥感图像解读pdf.pdf

第七章、热红外图像判读第七章、热红外图像判读 第一节，物体的热学性质 第二节，热扫描图像的特点与解译 第三节，热红外图像成像时段的选择 第四节，典型地物的热特性解译常常体现物体热学性质的几个概念1.热传导率（Thermal conductivity）又称导热系数，是对热量通过物体的度量。某物质的热传导率值是指：当两平面间的温差保持1度时，通过体积为1立方厘米物质的热量（单位卡）。第一节、物体的热学性质金属具有很高的热导率，而绝缘材料则很低；岩石是不良的热导率体；土壤还要看其中充填物等；问题：物体热导率的高低在热图像上会有何效果？如水2.热扩散率（Thermal diffusivity）是物体内部温度变化速率的度量。用表示，单位米2/秒（m-2s-1）。水的热扩散率 1.3410-7米2/秒空气的热扩散率 1.82610-5米2/秒3.热容量（Thermal capacity）与比热（Specific heat）二者均是物质储存热能力的量度！热容量：在一定的压力或热容的条件下，物体温度每升高1度所需要吸收的热量。单位卡/度，常用C表示。热容量与质量成正比。比热：单位质量的热容量则为比热。用c表示，单位卡/克度例如：15C的纯净水比热为1卡/克度？4.热惯量（Thermal inertia）是一个综合指标，是物质对温度变化热反应的一种度量。热惯量是量度物质热惰性（阻止物理温度变化）大小的物理量。高热惯量的物质，对温度的变化阻力较大常用P表示，单位卡/（厘米2秒1/2 度）。P=kc1/2k为热传导率，c为比热，为密度（克/厘米3）通常热惯量大则昼夜温差就小，物质表面温度较均一！如：水k为热传导率、c为比热、是密度、P热惯量第二节、热扫描图像的特点热扫描图像的特点：1.定义它体现的是地物热辐射特性，是地物辐射温度分布的记录图像。2.特点 在热图像上（正片），浅色调代表强辐射体，说明其温度高或辐射率高；深色调代表弱辐射体，表明其表面温度低。水白色马路、街道灰白到白铁路黑、灰黑树木灰至浅黑夜晚图像 在热红外图像中反映目标的信息往往偏大，且边界不十分清晰，但对谁信息反应敏感。热红外图像由于是扫描图像，因此具有明显的几何变形。主要来自扫描图像本身。exp，由于扫描镜的旋转速度变化不均，使得像点间隔不恒定。弧形扫描与平面记录，是边缘像点被压缩或被拉伸。飞行姿态的滚动、倾斜，是的图像弯曲变形或比例尺的变化平面 热红外扫描图像去有不规则性，会使图像出现某些“热”的假象。例如：天气的变化云 有云将会降低热的反差雨 会产生平行文理风 会产生污迹或条文噪声冷气流 会产生不同形状的冷异常图像其次还有：电子异常噪声、无线电干扰产生的噪声条带和波状纹理、胶片质量和曝光不当、显影剂质量问题或受潮等。第三节、热红外图像成像时段选择不同土地覆盖类型（沙地、草地、林地、湖波）的相对辐射温度变化曲线水比其它地类晚2个多小时1.通常黎明前（午夜2-3点时）多反映一天中最低温度。而午间2点左右，多反映一天中最高温度。因此，多采用这两个时间段的热红外成像的温度数据，此时构成温差的最大值，这样可估算物体的热惯量，进行热制图。2.热红外遥感最常用的两个波段35、814m。35 m波段的传感器即记录太阳的反射辐射，也记录地物的发射辐射，由这两种热量共同形成的图像。Diurnal Heating EffectsDiurnal Heating EffectsDiurnal Heating EffectsDiurnal Heating EffectsDiurnal Heating EffectsDiurnal Heating EffectsDiurnal Heating EffectsDiurnal Heating Effects热红外图象随时间变化明显，以亚特兰大中心白天和黎明前的航空热红外图象为例。白天的图象类似于常规的航空相片（光照、阴影）；黎明前温差明显减小（无阴影），可以看到局部热岛效应，以及由沥青铺设的路面。白天黎明前3.814 m波段的传感器只记录发射辐射，没反射辐射。但却有“阴影”的影响。这是由于太阳的照射，而使得地物受热不均匀，会在814 m波段图像上产生大量“热阴影”，这会使得热图像分析复杂化！（该波段记录常温地物温度，白天图像常有“热阴影”）4.地质学家更偏爱黎明前的热图像 可提供长时间的稳定温度值，且“阴影”效应最小，这有利于地层和构造的识别；同时夜间图像也存在劣势，如夜间各地类温差不大，对解译不利。且夜间作业，飞机导航，寻找地面参照物等都有困难。因此，关于热图像的波段选择，还应具体问题具体分析！第四节、典型地物的热特性解译热红外图象随时间变化明显，以亚特兰大中心白天和黎明前的航空热红外图象为例。白天的图象类似于常规的航空相片（光照、阴影）；黎明前温差明显减小（无阴影），可以看到局部热岛效应，以及由沥青铺设的路面。白天黎明前第四节、典型地物的热特性解译热图像的一般解译规律：一、地物白天受太阳辐射影响，温度较高，成暖色调；夜间物质散热，温度较低，成冷色调。（土壤、岩石尤为明显）二、水体比热大、热惯量大。白天水的热容量大，升温慢比周围土壤岩石温度低，呈冷色调；夜晚，水储热能力强，热量不易散去，比周围土壤、岩石温度高，呈暖色调。问题：当热红外图像没注明成像时段时，如果水体比临近地物较暖的标记，则为时间段的图像？反之则为的时间成像？为什么？3.绿色林地白天冷色调；夜间暖色调。因为，树叶在夜间（无蒸腾作用）向外辐射能力强，呈现浅色调；白天由于太阳照射，叶子水分的蒸腾作用，降低了叶子的温度，呈现冷色调。（针叶林例外面积小）4.农田昼夜均呈现暖色调例如，小麦由于叶片小，呈针状，发射率高。（与裸土比）5.人工铺设工程街道、停车场等通常昼夜均为暖色调。白天受热快，温度较高；夜晚散热慢仍然保持较高温度！（当地物呈现暖色调时，看纹理解译）注意：1.研究岩石、植被、土壤和水体的热红外特性，以及红外辐射温度的日变化特性等，是热图像判读的基础也是建立各种热模型（如土壤水分的热惯量模型等），反演地表相关系数的必要条件。2.对任何热图像的解译，必须首先确定图像是正片、还是负片；是白天还是夜间成像。否则有可能对图像作出错误的判断。3.热图像显示的往往是地表热景观-地貌、植被、水的混合体。不同的岩石、土壤和其它表面物质对太阳热有不同的响应，其热特征的差异除因不同地表物质引起外，还可能因接受太阳能的差异引起。因此，热景观的综合影响会造成很复杂的图像模式，在解译中须特别注意，加以分离。3636暖洋流与冷洋流相遇414142424343总结：第七章、热扫描图像的特点与解译一、物体的热学性质热传导率、热扩散率、热容量、比热、热惯量二、扫描图像的特点1.定义？2.特点4点三、热红外图像成像时段的选择黎明前（午夜2-3点），反映1天温度最低；黎明后（午间2点左右）反映1天温度最高；四、典型地物热特性解译图们江遥感综合调查项目