1、热红外遥感技术及其应用热红外遥感技术及其应用 摘要摘要:热红外遥感对研究全球能量变换和可持续发展具有重要的意义,尤其在生 态学领域,借助地面实测数据和遥感数据,通过红外波段的解析、反演可以进行 各种问题的定量化。遥感技术集合了空间、电子、光学、计算机、生物学和地学 等科学的最新成就,是现代高新技术领域的重要组成部分。遥感技术的出现揭开 了人类从外层空间观测地球的序幕,为人类认识国土、开发资源、监测环境、研 究灾害以及分析全球气候变化等提供了新的途径。 关键词: 红外遥感技术 水质监测 土壤水分遥感 遥感考古 赤潮遥感预报 引言引言 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。探测波段
2、 一般在 0.761000 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。因为红外遥感在电磁波谱红外谱段进行,主要感受地面物体 反射或自身辐射的红外线,有时可不受黑夜限制。又由于红外线波长较长, 大气中穿透力强,红外摄影时不受烟雾影响,透过很厚的大气层仍能拍摄到 地面清晰的像片。用于红外遥感的传感器有黑白红外摄影、彩色红外摄影、 红外扫描仪和红外辐射计。 红外遥感技术(thermal infrared remote sensing)利用电磁波谱中 814m 热 红外波段本身和在大气中传输的物理特性的遥感技术
3、统称。 所有的物质,只要其 温度超过绝对零度,就会不断发射红外能量。常温的地表物体发射的红外能量主 要在大于 3m 的中远红外区,是热辐射。它不仅与物质的表面状态有关,而且 是物质内部组成和温度的函数。在大气传输过程中,它能通过 3-5m 和 8-14m 两个窗口。热红外遥感就是利用星载或机载传感器收集、记录地物的 这种热红外信息,并利用这种热红外信息来识别地物和反演地表参数如温度、湿 度和热惯量等。 红外遥感探测的应用红外遥感探测的应用 随着科学技术的进步,光谱信息成像化,雷达成像多极化,光学探测多向 化,地学分析智能化,环境研究动态化以及资源研究定量化,大大提高了遥感技 术的实时性和运行性
4、,使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目 标发展,例如在水质监测、裸土湿度、遥感考古、赤潮遥感监等等,这些技术 的发展极大地促进了生产生活的进步,。下面将简略介绍这几项技术。 1 遥感技术在水质监测中的应用 1.1 水体遥感监测原理 利用遥感技术进行水环境质量监测的主要机理是被污 染水体具有独特的有别于清洁水体的光谱特征, 这些光谱特征体现在其对特定波 长的光的吸收或反射, 而且这些光谱特征能够为遥感器所捕获并在遥感图像中体 现出来。如当水体出现富营养化时,浮游植物中的叶绿素对近红外波段具有明显 的“陡坡效应”1,故而这类水体兼有水体和植物的光谱特征,即在可见光波 段反射率低,在近红外波段反射率却明显升高。 1.2 多光谱遥感数据 在水质遥感监测中常用的多光谱遥感数据,包括美国 Land sat卫星的MSS、TM、ETM+数据,法国SPOT卫星的HRV数据,气象卫星NOAA 的AVHRR数据, 印度遥感IRS系统的LISS数据, 日本JERS卫星的OPS(光学传感器) 接收的多光谱图像数据,中巴地球资源1号卫星(CBERS-1)CCD相机数据