热辐射与热红外遥感
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遥感重点知识点总结初中一、遥感基本概念遥感是通过人工或自然传感器对地球表面地物进行探测、记录、存储、处理和解译的科学技术。
遥感技术可以分为主动遥感和被动遥感两种类型。
主动遥感是指传感器主动向地面发射能量,并接收反射或散射回来的能量信号,如雷达遥感;被动遥感是指传感器接收来自地面目标发射的电磁波能量,并对其进行分析和处理,如光学遥感。
二、遥感技术基本原理1. 电磁波辐射原理:地球表面物体对太阳辐射的反射、辐射和吸收是遥感技术的基础。
2. 光学遥感:通过接收太阳光照射地表后反射、散射的电磁波,在不同波长的电磁波成像可获取地表物体的信息。
3. 热红外遥感:地表物体受太阳辐射后,有自身温度辐射,通过接收地面物体的红外辐射信息,可以获取地表物体的温度等信息。
4. 雷达遥感:通过合成孔径雷达(SAR)等探测手段获取地表地形、地貌等信息。
三、遥感数据获取遥感数据获取的主要手段包括卫星、飞机、无人机等,这些载具可以携带各种类型的传感器,如摄影机、雷达、红外线传感器等,获取不同波段的地表信息。
四、遥感数据处理1. 资料编目和建库:将获取的遥感数据进行整理、编目及存储,形成遥感数据库。
2. 影像地图生成:将遥感数据进行图像处理,生成数字影像地图。
3. 遥感数据融合:将多种遥感数据进行融合,形成多源数据,以获取更为全面的地表信息。
4. 遥感数据解译:通过图像处理技术对遥感数据进行解译,提取地表对象的信息。
五、遥感应用遥感技术在农业、林业、城市规划、环境保护、气象、国土资源调查、地质勘探等领域有着广泛的应用。
例如,在农业方面,可以通过遥感技术对农作物生长情况进行监测和预测,提高农业生产效率;在环境保护方面,可以通过遥感技术监测空气、水质等环境指标,及时发现环境问题,采取相应措施。
六、遥感发展趋势随着科技的不断发展,遥感技术也在不断创新和进步。
未来,遥感技术发展趋势包括高分辨率遥感技术、超分光遥感技术、高性能遥感卫星技术、人工智能与遥感技术相结合等。
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●辐射亮度辐射源在某一方向上单位投影表面、单位立体角内的辐射通量,称为辐射亮度(Radiance),单位是瓦/平方米*微米*球面度( )。
很多地方会将辐射亮度和辐射强度区分,我这里理解的是一个概念。
遥感之热红外遥感前段时间有⼈问到关于热红外遥感的相关内容,发现这⼀部分内容还挺杂的,在这⾥对热红外遥感的⼀些概念以及常⽤的⼀些⽅法进⾏说明。
地表热红外辐射及⽐辐射率的⽅向性问题、温度与⽐辐射率的分离问题、⾮同温像元的分解问题等等,⼀直是热红外遥感中⽐较现实的⼀个难点,因此⽬前很多理论和模型,以及⼀些反演结果的精度在实⽤性上还是有很⼤的差距。
概念⽐辐射率:物体发射能⼒的表征,与物体的表⾯组成以及表⾯状态、介电常数都有密不可分的关系。
物体的发射率和它的反射率之间的关系:反射率越低,其发射率越⾼,如⾦属⽚反射热能,因⽽它的发射率⼏乎为1。
热红波段理论上来讲热红外的波段是在3~14um,但是由于⼤⽓的吸收散射,这个波段范围内的很多波谱区间会被完全散射或吸收,根据测定,常⽤的热红外波段的⼤⽓窗⼝分为3~5um、8~14um。
通常这两个波段的应⽤⽅⾯是按照波段的特点来区分的:8~14um主要⽤于调查⼀般物体的热辐射特性,探测常温下的温度分布、⽬标的温度场、进⾏热制图等。
如地热调查、⼟壤分类等⽐较宏观的⼀些调查信息的提取,但是对于⽕线、⽕点信息不是⾮常的敏感。
3~5um短波红外的热红外谱段,对⽕灾、活⽕⼭等⾼温⽬标的识别敏感,常⽤语捕捉⾼温信息进⾏各类⽕灾、活⽕⼭等⾼温⽬标的识别。
地表温度反演算法地表温度的反演⼀直是关于热红外研究的⼀个热点问题,根据学者们对于热红外的研究成果,常⽤的地表温度反演可以分为⼤致的以下⼏类:单通道法、多通道法、单通道多⾓度法、多通道多⾓度算法等。
单通道法单通道法主要是利⽤传感器的单个通道数据,借助于卫星遥感提供的⼤⽓垂直廓线数据如温度、湿度、压⼒等,结合⼤⽓传输⽅程计算⼤⽓透射率等参数,以修正⼤⽓对⽐辐射率的影响,从⽽得到地表温度,这种算法需要地表辐射率、⼤⽓廓线等参数来去获取地表温度。
多通道法(劈窗法)这⾥的意思是利⽤8~14um波谱范围内的⼤⽓窗⼝,通过对⽐10.5~11.5um、11.5~12.5这两个通道对⼤⽓吸收的不同,通过各种组合来剔除⼤⽓的影像,获取真实的地表辐射率等信息,这种⽅法相对来说⽐较常⽤。
浅谈热红外遥感及其运用一、概念:热红外遥感即通过热红外探测器收集、记录地物辐射出来的人眼看不到的热红外辐射信息,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、发射率、湿度、热惯量等)。
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其与环境相互作用的过程,并为科学和生产所应用。
简而言之,热红外遥感即确定地表温度和发射率及其应用!二、常用波段及特点:0.76 ~ 1000 μm :红外辐射(红外谱段);其中0.76 ~ 3.0 μm :反射红外波段 3.0 ~ 14 μm :发射红外波段3 to 5 μm 、8 to 14 μm8 to 14 μm :波段范围较宽,因此对于许多特定的物质类型,它的发射率较稳定,但还是有细微差异(10.5~11.5μm、11.5~12.5μm )。
用于调查地表一般的热辐射特性,探测常温下物体温度分布、目标的温度场从而进行热制图。
3 to 5 μm:对高温目标物的识别敏感,常用于获取高温目标的信息由于被遥感的物体在任何时间都在不断地向外辐射热红外线,热红外遥感可以在白天或黑夜无人造光源的条件下实施,它是一种全天时的遥感手段。
优点——夜间成像、浅层探测、地物热特性。
局限性——空间分辨率低、光谱分辨率低、易受环境影响、混合像元问题、温度与发射率分离问题。
三、三大定律:(一)黑体辐射定律1.普朗克公式(Plank)M——黑体辐射出射度T——温度h ——普朗克常数,6.626´10-34J·Sk——波耳滋曼常数,1.3806 ´10-23J·k-1C——光速,2.998´108m/sl——波长2.斯忒藩——波耳兹有曼定律(Stefen-Boltzmann)任何给定温度的黑体表面的总辐射度,可由其光谱辐射度曲线与波长轴围成的面积给出。
即,在所有波长范围内,如果一个传感器能测量黑体辐射度,记录的信号与在给定温度下黑体辐射度曲线下面积与波长轴围成的面积成正比,斯忒藩——波耳兹曼定律给出了该面积的数学表达式:s——斯忒藩-波耳兹曼常数=5.6697´10-8(Wm-2K-4)斯忒藩——波耳兹曼定律绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比!黑体的辐射能量是该黑体表面温度的函数。
热红外遥感图像判读在当今的科技领域中,遥感技术犹如一双“千里眼”,让我们能够从遥远的地方获取地球表面的信息。
而热红外遥感作为遥感技术的一个重要分支,凭借其独特的优势,在众多领域发挥着关键作用。
那么,什么是热红外遥感图像判读呢?热红外遥感图像,简单来说,就是通过传感器对物体发射的热红外辐射进行记录和测量所得到的图像。
这些图像中的每一个像素都包含着物体表面温度的信息。
要准确判读热红外遥感图像,首先得了解热红外辐射的基本原理。
所有物体,只要其温度高于绝对零度(-27315℃),就会不断地向外发射热红外辐射。
物体的温度越高,其发射的热红外辐射能量就越强。
而且,不同的物体由于其材质、结构和物理状态的差异,对热红外辐射的吸收、反射和发射特性也各不相同。
在判读热红外遥感图像时,温度差异是一个关键的因素。
比如,在城市热岛效应的研究中,我们可以通过热红外遥感图像清晰地看到城市中心区域的温度明显高于周边郊区。
这是因为城市中建筑物密集、人口众多、交通繁忙,产生了大量的热量。
再比如,在森林火灾的监测中,火灾区域的温度会急剧升高,在热红外遥感图像中表现为高亮的区域,从而能够及时发现和定位火灾。
然而,仅仅依靠温度差异来判读热红外遥感图像是不够的,还需要考虑其他因素。
比如,物体的比辐射率。
比辐射率是指物体的辐射出射度与同温度下黑体辐射出射度的比值。
不同的物体具有不同的比辐射率,这会影响到它们在热红外遥感图像中的表现。
例如,金属的比辐射率通常较低,在热红外遥感图像中可能显得较暗;而水的比辐射率较高,在图像中则相对较亮。
此外,环境因素也会对热红外遥感图像的判读产生影响。
比如,天气状况、时间和季节等。
在晴朗的天气条件下,热红外遥感图像的质量通常较好;而在多云或有雾的天气下,图像可能会受到干扰。
一天中的不同时间和一年中的不同季节,由于太阳辐射的强度和角度不同,物体的温度也会有所变化,这也需要在判读时加以考虑。
为了更有效地判读热红外遥感图像,还需要掌握一些判读方法和技巧。
高一遥感地理知识点遥感(Remote Sensing)是指利用人造卫星、飞机或地面观测站等遥测设备对地球表面物体进行远距离观测和记录,获取地球表面的信息的一门技术。
遥感技术在地理学中具有重要的应用,可以帮助我们了解地球上的自然环境和人类活动的变化。
本文将介绍高一学年中涉及的遥感地理知识点。
一、遥感的原理和分类遥感技术通过获取和记录能源辐射,利用传感器探测目标并将其翻译成电信号,最终形成遥感图像。
根据获取能源的不同类型和目标的距离不同,遥感可以分为光学遥感、热红外遥感和微波遥感等。
1. 光学遥感光学遥感是利用电磁波中的可见光来获取目标表面反射、折射和透射的信息。
它可以通过航空摄影和卫星遥感等手段实现。
光学遥感主要包括颜色遥感、分光遥感和立体遥感等。
2. 热红外遥感热红外遥感是利用地物目标辐射出的红外能量进行探测。
热红外遥感可以通过红外相机和红外成像仪等设备来实现,它主要用于研究温度分布、火灾监测等。
3. 微波遥感微波遥感是利用微波能量与地物目标的相互作用来获得地表信息。
微波遥感可以穿透云层和雾霾,在测量地表高度、水汽含量以及对河流、湖泊等水体进行探测方面具有独特的优势。
二、遥感在地理学中的应用遥感技术广泛应用于地理学的许多领域,如地形测量、土地利用、城市规划、气候变化等。
1. 地形测量利用遥感技术可以获取地形高程数据,对地球表面的地形进行测量和分析。
这些数据对地理学家和地质学家来说非常重要,它们可以揭示地球表面的地貌特征和地球运动规律。
2. 土地利用通过遥感技术可以对土地利用进行监测和调查。
遥感图像可以帮助我们了解土地被不同用途所利用的情况,如农田、城市、森林等,为国土规划和资源管理提供数据支持。
3. 城市规划遥感技术在城市规划中有着重要的应用价值。
利用遥感图像可以分析城市的建筑密度、道路交通状况、绿地覆盖率等,以便进行城市规划和管理。
4. 气候变化遥感技术可以获取大气中的温度、湿度和气压等信息,有助于研究气候变化。
基于遥感技术的森林火灾监测与预警设计基于遥感技术的森林火灾监测与预警设计导言:森林火灾是世界各地严重威胁森林生态系统的一种灾害。
由于其迅速的传播速度和破坏性,尤其在干旱和高温条件下,森林火灾对生态系统的影响是灾难性的。
因此,提前监测、预警和迅速反应变得至关重要。
本文将讨论基于遥感技术的森林火灾监测与预警设计。
一、遥感技术在森林火灾监测中的应用遥感技术通过使用航空、卫星和无人机等载具获取森林火灾的图像和数据,为监测森林火灾提供了高分辨率、广域覆盖和实时观测的能力。
1. 热辐射监测热红外遥感可用于检测并监测火灾的热辐射。
热红外传感器能够探测到火源和火灾的热能释放,从而帮助监测人员确定火灾的位置和范围。
2. 光谱监测光谱遥感利用植被反射光谱特性来监测森林植被的健康状况。
当森林发生火灾时,植被的光谱特征会发生变化,帮助监测人员及时发现火灾。
3. 高分辨率监测高分辨率遥感图像能够提供火灾现场的详细信息,包括火点位置、火势大小和火灾扩展方向等。
这些信息对于预测火灾的发展和采取相应的灭火措施非常重要。
二、森林火灾监测与预警系统设计1. 火灾监测技术集成将热红外遥感、光谱遥感和高分辨率遥感技术集成到火灾监测系统中,能够提供全面的火灾监测信息。
利用这些技术获取的数据,可以帮助监测人员准确地定位火源、监测火势发展和预测火灾的扩展趋势。
2. 实时数据传输与处理实时数据传输和处理是一个高效的火灾监测与预警系统的关键要素。
火灾监测系统应该能够将接收到的遥感数据和监测结果实时传输给相关部门,并进行快速的数据处理和分析,以便及时制定应对措施。
3. 预警与响应机制基于遥感技术的火灾监测与预警系统应该具备快速、自动地监测火灾,并根据监测结果,向相关部门发送预警信息。
同时,系统还应该根据火灾的扩展速度和方向,为救援力量的部署提供合理的指导。
三、基于遥感技术的森林火灾监测与预警系统的优势1. 实时监测基于遥感技术的森林火灾监测与预警系统能够提供实时的监测结果,帮助相关部门及时发现火灾并采取应对措施。