试述热红外遥感的海洋学应用

试述热红外遥感的海洋学应用

热红外辐射计和微波辐射计观测得到的全球海表面温度可应用与下列研究领域（1）气候学。海洋的面积占地球70%,地球的气候在很大程度上受海洋决定，海水的热容量是大气热容量的1000倍，海水温度的微小变化都会对大气温度、大气环流、天气形势和气候带来非常大的影响；海表面温度的任何微小变化都可能标志着海洋内部热能储蓄的重大变化。因此，地球气候不但与大气有关，还与海洋与大气之间复杂的相互作用密切相关。海气相互作用的基础是海表温度，海气之间的能量交换正是通过海气界面进行的。通过热红外可以遥感海表温度，弥补传统资料的不足和缺陷。

（2）全球海表面温度变化。CO2的增加引起全球变暖，随之而来的海表面温度增加和海平面增高已引起人们的普遍关注。然而，全球海表面温度和海平面增高的佐证，需要长期、大面积和具有较高精度的海表面温度的测量及统计。这离不开海洋遥感。

（3）海表面温度异常。海表温度异常描述在某一特定区域某一特定时间内海表面温度的观测值与长期海表面温度平均值的偏差。由于海域的浩瀚，常规航测方法很难快速获得海表面温度及其变化，正是卫星遥感才使得海表面温度异常及其变化的监测和预报成为可能。

（4）天气预报。海表面温度显著地影响到海水蒸发率，后者对当地地区的天气系统的发展有很大影响，尤其对热带气旋早期发展的位置和运动路径有重要影响。作为大气运动的下垫面，海表面的温度大小与变化在天气预报中有重要意义，甚至有文献指出，海表面温度达到或超过28C是台风产生的一个重要条件。（5）大洋涡旋。中尺度涡是大洋环流在其蛇形的过程中由于相邻水体的流速不同而形成的百米级至几十千米的中尺度现象。中尺度引起大洋环流与周围海域的水体进行能量、物质、热量交换，对其周边海域及其陆地的天气和渔业生产等产生影响。由于中尺度涡脱离于母体----大洋环流，它具有母体的一些水文特征，特别是温度特征，而与其周围海域的海水有明显的差异；因此，使用红外遥感可对其发生、发展、运动、变化、消亡等进行有效的监测。红外遥感比微波遥感具有更高的空间分辨率，它比微波遥感更适合监测中尺度涡。

（6）上升流。上升流是海洋底层水向表层涌升的现象。底层海水比表层海水温

度低，且含有丰富的营养物质，由于下层海水无太阳光线到达，无法进行光合作用，不适于植物生长；但其上升到海表面时，在阳光的照耀下大量浮游植物会迅速生长繁殖，使该海域成为鱼群觅食、生长繁殖的好场所，因此成为有商业价值的渔场。由于上升流海域与周围海域的海水温度有明显的差异，所以使用红外遥感可判断出上升流区的位置和范围。

（7）海洋锋，海洋锋表示两个类型截然不同的水团或海流流系的边界，在此边界上温度、盐度以及密度场呈现比较显著的水平梯度。大部分海洋锋具有明显的热特征，可根据红外遥感判定其位置、运动及其时空变化。

热红外遥感在地热中的应用

专业：测绘工程 班级： 0614111 组别：第一组 指导教师：牛磊 姓名：曹岳飞、闫佩良、马欣欣 梁威力、王君 完成时间： 2013年12月1日

热红外遥感技术及其在地热资源调查中的的应用0614111班第一组曹岳飞闫佩良马欣欣梁威力王君 摘要：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。热红外遥感自从1962年第一台红外测温仪诞生起在军事、地热油气调查、地质填图、热制图、热惯量估算以及灾害监测、环境污染等方面有了非常广泛的应用。本文主要介绍了热红外遥感技术及其在地热资源调查中的应用。 关键词:热红外技术地热资源调查 引言 自然界任何温度高于热力学温度（0K或-273oC）的物体都不断地向外发射电磁波。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。热红外遥感技术的发展是为了获取地物的热状况信息，从而推断地物的特征及环境相互作用的过程，为科学和生产所应用。 地热是地球赋予人类的廉价能源，地球就像一个庞大的地热库。 人类在面对环境污染的困扰、地球生态平衡的破坏、不可再生资源的匮乏、各国对能源需求的急速增长。这时地热资源调查就显得尤其重要。热红外遥感技术是一种快速检测地面温度的新技术，它能在瞬间或比较短的时间内获取大面积地面温度场信息，将这一新技术用来进行地热资源调查，取得了许多成功经验，同时在理论探讨方面也在逐步深化，展现出它的应用前景。 1 红外线的起源与发展 热红外遥感的发展可以从1962年第一台红外测温仪诞生算起； 1978年美国发射热惯量卫星（HCMM），首次用卫星来观察地球表面的温度差异，这标志着热红外遥感的发展； 随后，红外技术不断发展，一系列航空航天遥感器运用了热红外波段采集地面数据，并将其应用于军事、地质填图、热制图、热惯量估算以及灾害监测、环境污染等方面; 热红外遥感的发展可以从1962年第一台红外测温仪诞生算起； 1978年美国发射热惯量卫星（HCMM），首次用卫星来观察地球表面的温度差异，这标志着热红外遥感的发展；

热红外遥感

熟悉envi处理热红外遥感的影像步棸 实验一： 一：实验内容：定位查找像元，快速查找像元，察看像元的剖面图以及投影的设置。二：实验步骤： 1.右击图片，打开piexl locator 修改sample line 单击apply 象元值查找 右击cursor location拖动鼠标，象元值会随着光标的移动而改变 2．剖面图 右击图像单击spectral profile 单击option<

打开basic tools 《convert data 选择刚刚投影后保存的文件单击OK 选择bil或bip 格式单击OK 打开投影后图片，查看象元值与投影前比较。 三、实验感想：在熟悉envi软件基础上，再次学习envi的一些操作，变得简单。实验在掌握步骤的基础上要了解实验的原理，如像元剖面图是像元在不同波段上得值。 实验二： 一、实验内容：投影设定，不同波段图像噪音的查看，监督分类图像的选择，非监 督分类与监督分类。 二、实验步骤： 1.地图投影的定义

单击map geoference aster geoference data 通过我截的图可以看见图像有了投影信息： 2.查看噪音选择噪音少得图像Basic tools statistics compute statistics

试述热红外遥感的海洋学应用

试述热红外遥感的海洋学应用 热红外辐射计和微波辐射计观测得到的全球海表面温度可应用与下列研究领域（1）气候学。海洋的面积占地球70%,地球的气候在很大程度上受海洋决定，海水的热容量是大气热容量的1000倍，海水温度的微小变化都会对大气温度、大气环流、天气形势和气候带来非常大的影响；海表面温度的任何微小变化都可能标志着海洋内部热能储蓄的重大变化。因此，地球气候不但与大气有关，还与海洋与大气之间复杂的相互作用密切相关。海气相互作用的基础是海表温度，海气之间的能量交换正是通过海气界面进行的。通过热红外可以遥感海表温度，弥补传统资料的不足和缺陷。 （2）全球海表面温度变化。CO2的增加引起全球变暖，随之而来的海表面温度增加和海平面增高已引起人们的普遍关注。然而，全球海表面温度和海平面增高的佐证，需要长期、大面积和具有较高精度的海表面温度的测量及统计。这离不开海洋遥感。 （3）海表面温度异常。海表温度异常描述在某一特定区域某一特定时间内海表面温度的观测值与长期海表面温度平均值的偏差。由于海域的浩瀚，常规航测方法很难快速获得海表面温度及其变化，正是卫星遥感才使得海表面温度异常及其变化的监测和预报成为可能。 （4）天气预报。海表面温度显著地影响到海水蒸发率，后者对当地地区的天气系统的发展有很大影响，尤其对热带气旋早期发展的位置和运动路径有重要影响。作为大气运动的下垫面，海表面的温度大小与变化在天气预报中有重要意义，甚至有文献指出，海表面温度达到或超过28C是台风产生的一个重要条件。（5）大洋涡旋。中尺度涡是大洋环流在其蛇形的过程中由于相邻水体的流速不同而形成的百米级至几十千米的中尺度现象。中尺度引起大洋环流与周围海域的水体进行能量、物质、热量交换，对其周边海域及其陆地的天气和渔业生产等产生影响。由于中尺度涡脱离于母体----大洋环流，它具有母体的一些水文特征，特别是温度特征，而与其周围海域的海水有明显的差异；因此，使用红外遥感可对其发生、发展、运动、变化、消亡等进行有效的监测。红外遥感比微波遥感具有更高的空间分辨率，它比微波遥感更适合监测中尺度涡。 （6）上升流。上升流是海洋底层水向表层涌升的现象。底层海水比表层海水温

光学遥感与热红外遥感模型

第二章光学遥感与热红外遥感模型
2.3 植被冠层反射模型 2.3.3 几何光学模型 几何光学原理很早就用于解释天文观测中粗糙表面的方向 性反射现象，林、农学家也曾应用实物园锥、椭球、园柱来模 拟单株或规则排列的作物在不同行向、行距、株距组合时对不 同入照方向直射光的截获。 Egbert(1976) 和 Otterman(1981) 较早引用几何光学的数学模 型到植被的BRDF研究，但他们的模型假定植株为很小的几何体 且每像元内有大量的植株，因而未能突出几何光学(Geometricoptical model, GO)模型在不连续植被BRDF上的优势。

第二章光学遥感与热红外遥感模型
2.3 植被冠层反射模型 2.3.3 几何光学模型 与辐射传输 (RT) 模型基于微体积内散射方程不同，几何光 学模型基于 “ 景合成模型 ”，即从遥感像元的观测尺度出发，将 像元视场的总亮度，看做是：在观测器视场内，一部分是太阳 光承照面，一部分在阴影中，而观测的结果是二者亮度的面积 加权和。 Jackson 等 (1972) 提出了行作物的四分量模型（承照植被、 阴 影 中 植 被 、 承照地面和地面阴影）。李一 Strahler(1985 ， 1986)根据稀疏林的实际情况，抛弃了“小几何体”假定，直接用 森林结构参数计算四个分量随太阳角和观察角变化，建立了遥 感像元尺度的天然林BRDF模型。

第二章光学遥感与热红外遥感模型
2.3 植被冠层反射模型 2.3.3 几何光学模型
影响植被冠层的光学遥感信号的因素主要有： （１）植被冠层组分（叶、枝、杆）的光学特性； （２）冠层下背景（下垫面，如土壤、苔藓）的光学特性； （３）植被组分的角度分布特性； （４）植被组分的空间分布。 其中后两个因素主要取决于冠层结构。 将叶片层看做混浊介质的辐射传输模型，可以描述（１） （２）和（３），而几何光学模型则强调（４）在解释遥感信号 中的作用，因而可以很好表述以上全部４个因素的作用，对空间 结构明显的植被遥感信号的解释有优势。

红外遥感技术的发展及其应用

遥感导论 实习报告 班级：2011级测绘工程 姓名：韩宇鹏 学号：201111830127 指导教师：泮雪琴

红外遥感技术的发展及其应用 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探讨。文章从军事、海洋，地热资源3个方面阐述了热红外遥感的应用。 一：红外遥感发展现状 地球科学正朝着更精确定量化的方向发展，地表能量交换是地球系统中水、热、碳各种循环和过程的主导因子，其中陆面温度又是地表能量交换的核心信息，而信息的获取是个高难度课题，精确定量反演陆面温度的成果将推动旱灾预报和作物缺水研究、农作物产量估算、数字天气预报、全球变化和全球碳平衡等领域研究的进展。人们要以遥感手段定量表达地球表面时空多变要素，特别是陆面温度的区域分布规律，首先遇到的问题是如何将遥感信息转化为地球科学迫切需要的应用信息。地学遥感的信息源是各种地物的反射和发射的电磁波强度记录，只有少量应用信息可以从这些电磁波信息里面直接提取，而绝大多数的应用，信息的获取需要非遥感参数和先验知识的支撑，并要在物理学、生物学、农学、水文学、气象学等多学科的交叉和渗透下，建立信息转换模型，才能使遥感信息和地学信息连接起来。成功的定量遥感研究都是从信息转换机理入手，研究如何以遥感获得电磁波信息定量反演出所需的应用信息。从唯物辩证法的角度分析，从遥感信息转换到地学应用信息的过程就是克服遥感信息局限性的过程。遥感的发展史就是不断地克服和改善遥感的局限性的历史，热红外遥感的发展也不例外。在克服遥感的局限性的道路上不乏成功之例：热红外波段的“劈窗技术”是在光谱信息上开拓的有效方法。热红外辐射的大气辐射传输是非常复杂的课题，大气参数的时空变化给陆面温度的反演带来了局限性，劈窗技术利用两个热红外波段的辐射信号的差值与大气参数之间的信息相关性，使得用热红外波段遥感信息本身就可以进行大气辐射初步纠正。热红外辐射的“肤面特征”也是一种局限性，它的信息只局限于地物表面，然而，热惯量方法是利用两个时相的热红外辐射温度差值，提取了地表面以下的土壤水分信息，使得遥感信息的应用向地表以下的深度开拓。多角度遥感也是开拓遥感信息，使其获取地物三维信息的好例子。热红外遥感基础研究的实质内涵仍然是以遥感信息为基础开拓和挖掘地学信息的过程。在地物光谱维上已开拓出多光谱遥感的研究领域，在时间维上也开拓出多时相遥感的研究范畴，而近年来发展起来的多角度遥感显然是在方向维上开拓的结果。

红外遥感技术及其应用

热红外遥感技术及其应用 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 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。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。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3μm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3-5μm和 8-14μm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

热红外遥感-DSB心得

热红外遥感心得体会-DSB 热红外遥感是利用热红外波段研究地球物质特性的技术手段，可以获取地球表面温度，在城市热岛效应、林火监测、旱灾监测等领域有很好的应用价值。由于热红外遥感涉及知识多而且深，特别是地表温度反演，需要大气传输、几个定律等方面的知识，本文用通俗语言总结了热红外遥感基本原理和方法，能知道热红外遥感怎么回事及简单的应用。 本文主要包括： ●基本定义和原理 ●常见名词 ●简单应用与温度反演 ●ENVI下地表温度反演 1、基本定义和原理 热红外遥感（infrared remote sensing ）是指传感器工作波段限于红外波段范围之内的遥感。这是一个狭义的定义，只是说明的数据的获取。另外一个广义的定义是：利用星载或机载传感器收集、记录地物的热红外信息，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。 热红外遥感的信息源来自物体本身，其基础是：只要其温度超过绝对零度，就会不断发射红外能量，即地表热红外辐射特性。 如下图为黑体的辐射光谱曲线（不同温度下物体辐射能量随波长变化的曲线），常温的地表物体（300K左右）发射的红外能量主要在大于3μm的中远红外区，即地表热辐射。热辐射不仅与物质温度的表面状态有关，物质内部组成和温度对热辐射也有影响。在大气传输过程中，地表热辐射能通过3-5μm和8-14μm两个窗口，这也是大多数传感器的设计波段范围。 热红外遥感在地表温度反演、城市热岛效应、林火监测、旱灾监测、探矿、探地热，岩溶区探水等领域都有很广的应用前景。 2、常见名词 热红外遥感涉及的知识多而且深，下面来了解热红外遥感中几个基本的名词。 ●辐射出射度 单位时间内，从单位面积上辐射出的辐射能量称为辐射出射度，单位是wm-2 ●辐射亮度

遥感基础

作业一遥感物理基础 测绘工程 09343076 蒋南航 一、何谓电磁波谱？试述其划分依据及谱段的特性。 答：将各种电磁波按其波长的（频率）大小，依次排列成图表，这个图表就叫电磁波谱。 电磁波谱段的划分是依据其产生的物理机制来确定的。 原子核、核外电子均有不同能级，它们发生能级跃迁时将发出电磁波，另外分子振动、晶格振动、分子旋转等均会发射电磁波。 按波长由小到大： 1）宇宙射线（Cosmic Rays）波长最短，小于10-7μm，主要由质子和原子核组成，在地球大气层外和磁场中很强，常用于背景辐射。 2）γ射线（Gamma Rays），波长<0.03nm，由原子核跃迁产生，具有极高的能量和很高的穿透性，太阳辐射中的γ射线全被上层大气吸收，地面上一些低空探测器通过γ射线探测放射性矿物的存在。 3）X射线（X Rays）由内层电子跃迁产生，能量很大，波长为0.3nm – 3nm，不用于遥感，在大气中被全部吸收。 4）紫外线（UV）波长3nm – 0.38μm，由原子或分子外层电子跃迁产生，0.3μm 以下全部被大气吸收，0.3μm – 0.38μm可用感光胶片和光电探测器探测，又称近紫外或摄影紫外。 5）可见光（visible light）由外层电子跃迁产生，可被人眼识别，分光得到七色，波长在0.38 – 0.76μm，用照相机、电视摄影机和光电扫描仪等均可探测，应用最广。 6）红外线（IR）波长，由分子振动与转动产生，近红外（0.76 - 3μm）是地球反射太阳的红外辐射，其中0.7 - 1.4μm又称摄影红外；中红外（3 - 6μm）和远红外（6 - 15μm）是地物热辐射，也叫热红外，只能用光学机械扫描方式获取信息，对一些特殊的地物和现象有特殊反映，如叶绿素、水、半导体、热等。 7）微波（microwave）波长为0.1 - 1000μm，由固体金属分子转动所产生，能穿透云雾和一定深度的冰层以及土壤。 8）无线电波由电磁振荡产生，短波易被大气层的电离层反射，而中波、长波吸收强烈，无线电波主要用于无线电通讯。各谱段分界点并不十分严格，各家划分标准不一。 二、试述太阳辐射源与地球辐射源的能量特点。

遥感基础

遥感信息科学 一、名词解释 1．大气窗口由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同，因而各波段的透射率也各不相同。我们就把受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段叫做大气窗口。 2．光谱分辨率指遥感器在接收目标辐射的电磁波信息时所能分辨的最小波长间隔。光谱分辨率与传感器总的探测波段的宽度、波段数和各波段的波长范围和间隔有关。间隔愈小，分辨率愈高。 3．遥感图像解译专家系统遥感图像解译专家系统是模式识别和人工智能技术相结合的产物。它用模式识别方法获取地物多种特征，为专家系统解译遥感图像提供依据，同时应用人工智能技术，运用遥感图像解译专家的经验和方法，模拟遥感图像目视解译的具体思维过程，进行遥感图像解译。 4．监督与非监督分类监督分类指根据已知样本区类别信息对非样本区数据进行分类的方法。其基本思想是：根据已知样本类别和类别的先验知识，确定判别函数和相应的判别准则，然后将未知类别的样本和观测值代入判别函数，再根据判别准则判定该样本的所属类别。 非监督分类指事先对分类过程不施加任何先验知识，仅凭遥感影像地物的光谱特征的分布规律进行分类，即按自然聚类的特性进行“盲目”分类。 5．遥感平台遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台，常见的有气球、飞机、人造地球卫星和载人航天器。 6．微波遥感指利用某种传感器接收地面各种地物发射或者反射的微波信号，籍以识别、分析地物，提取所需的信息。常用有SAR和INSAR两种方式。 7．辐射亮度假定有一辐射源呈面状，向外辐射的强度随辐射方向不同而不同。则辐射亮度定义为辐射源在某一方向单位投影表面单位立体角内的辐射通量。观察者以不同的观测角观察辐射源时，辐射亮度不同。 8．光谱反射率物体对光谱中某个波段的电磁波的反射辐射通量与入射辐射通量之