红外RS的原理及应用.ppt

红外RS的原理与应用 主讲人：宫雁冰 什么是红外线？ 1、红外线 红外线（Infrared）是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，其波长在760纳米（nm）至1毫米（mm）之间，是波长比红光长的非可见光。所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。含热能，太阳的热量主要通过红外线传到地球。 1、红外线 近红外线| (Near Infra-red, NIR) 700~ 2,000nm 中红外线?| (Middle Infra-red, MIR)| 3,000~ 5,000nm 远红外线| (Far Infra-red, FIR) 8,000~14,000nm 极远红外：波长范围14～1000微米 1、红外线 1 米（m）= 1000毫米（mm） 1毫米（mm）=1000微米（μm） 1 微米(μm）= 1000纳米（nm） 热红外遥感的定义 2、热红外遥感定义 热红外遥感是指传感器工作波段限于红外波段范围之内的遥感。 热红外遥感就是利用星载或机载的传感器收集、记录地物的热红外信息，并利用这种信息来识别地物和反演地表参数的技术系统。 热红外遥感的原理 3、热红外遥感的原理 探测波段一般在0.76——1000微米之间，是应用红外遥感器探测远距离外的植被等地物所反射或辐射红外特性差异的信息，以确定地面物体性质、状态和变化规律的遥感技术。 3、热红外遥感的原理 红外遥感技术（thermal?infrared?remote?sensing）利用电磁波谱中8～14μm热红外波段本身和在大气中传输的物理特性的遥感技术统称。 热红外遥感即通过热红外探测器收集地物辐射出来的人眼看不到的热红外辐射通量，经过能量转换而变成人眼能看到的图像。 热辐射基本定律 一些常见物质的发射率 黑体、灰体和白选择性辐射体 热特性的术语 热容量是指在压力一定的条件下，1g物质温度每升高1℃(或1卡)所需要吸收的热量。 比热（Ｃ）是1g的物质温度升高1℃所需的总热量。 热传导率（Ｋ）是物体对热量通过的速度的量度。 热惯量P= K是热传导率 (cal·cm-1·sec-1·℃-1)；C是比热 (cal·gm-1·℃-1)；ρ是密度(gm·cm-3) 热红外遥感系统 热辐射计 热辐射计是一种定量测量辐射温度的非成像装置，它用红外光敏探测器和绿色光镜来测量特定波长的辐射，通常采用8~14 波段。 热扫描仪 热扫描仪是一种热成像技术，只能工作在3~5 和8~14 ，最常用的谱段范围是8~14 ，是热红外遥感中应用最多的成像仪器。 热红外遥感的应用 4、热红外遥感的应用 区域地质、水文地质、地热调查 土壤水分研究 环境污染监测 灾害调查 海洋调查 4、热红外遥感的应用 案例1 林火监测 目前遥感监测火灾的主要利用NOAA/AVHRR和MODIS影像，而早在20世纪70年代，我国就进行了机载遥感——林火探测试验，在3000m高空通过热红外传感器可发现地面0.1 的火源。1987年，黑农江省大兴安岭森林特大火灾中，遥感在准确确定火源位置、范围，以及火源蔓延趋势，为扑灭大火提供及时准确的火情信息，以及在监测火势发展，灾后评估火灾损失和恢复重建规划方面，都发挥了重要作用，获得显著的社会经济效益。 4、热红外遥感的应用 案例2 岩溶区探水 20世纪80年代，美国在夏威夷群岛利用红外遥感发现了200多处地下淡水出露点，从而解决了该岛对淡水的需求。我国在大连地区开展航空热红外遥感试验，在改地区沿海共发现22处从未有历史记录的淡水泉点，通过对这些泉点的分析，确定了地下淡水排泄地段，为解决沿海地区人畜饮水水源提供了一个重要途径。这些都说明了红外遥感图像在识别含水层、判断充水断层、查明富水地段位置方面很有利的。 在军事上的应用 机载红外成像 星载红外成像 星载导弹预警 国内外星载热红外传感器技术及特点 * 0.97 100 油漆（粗黑颜料） 0.96 20－400 钨丝灯 0.96 -10 冰 0.96 20 蒸馏水 0.95 20 湿土（渗透的） 0.94 20 玻璃（刨光面） 0.93 20 砖（常见红色） 0.92 20 干土 0.92 20 混凝土 0.90 20 木（刨光橡树） 0.90 20 沙 0.85 -10 雪 0.82 20 润滑油（镍底部厚膜） 0.7－0.8 0－3600 石墨 0.35 500 合金钢 0.03 100 亮银 0.03 200 亮黄铜 0.02 50－100 亮铜 发射率 温度（℃） 物质 *