地表组分温度反演

在热辐射方向性规律的基础上,以喜直型连续植被为例,进行了大量的Monte Carlo模拟,建立了辐射亮度和组分温度、植被叶面积指数及土壤比辐射率之间的经验函数关系。采用遗传算法,从热红外2个波段2个角度数据中,同时反演混合像元组分温度、土壤比辐射率和叶面积指数等5个参数。通过对模拟的观测数据进行大量的遗传算法反演试验,结果表明,遗传算法反演组分温度非常稳健,在宽松的先验知识条件下,遗传算法可以解决不确定性反演问题。遗传算法反演结果和野外实测数据作了比较,证实了反演方法的正确性。为基于热红外方向性辐射模型反演地表组分温度,提供了新的实例。     

热红外多角度遥感和反演混合像元组分温度

在研究了混合像元热辐射方向性规律的基础上,以连续植被冠层为例,提出了利用热红外多角度遥感数据,直接反演混合像元组分温度的方法。与多通道数据相比,多角度信息间的相关性要低得多,它主要取决于植被冠层的叶倾角分布函数(LAD)。因此更容易达到反演精度小于1K的目的。     

S波段微波癌症诊断仪

70年代,微波辐射计量开始应用于生物医学领域。Leroy等人用微波热像仪诊断乳腺癌、脑血管疾病及脑膜肿瘤,但都没有解决深部肿瘤的探测问题。为此,本文报道S波段微波癌症诊断仪的研制。1.微波热辐射的接收生物组织中自发微波热辐射波矢量图实际上为椭球面,若所用天线是线偏振的,则探头仅能探测辐射到天线口面的总功率的一半。846型S波段微波诊断仪采用了圆极化探头,检测到的生物热辐射功率较前人的大一倍。检测辐射功率较测量亮温方便,但辐射功率的特征值为亮度温度T_B。在实际应用中常用T_B作为被测值,只要微波辐射计能分别提取亮度温度信息T_(Bi)及各层媒质的发射率e_i,各层媒质的实际物理温度T_i便可唯一确定。对于分层媒质有T_B=sum from i=1 to n(T_(Bi))=sum from i=1 to n(e_iT_i),当不计层间散射时,可改写成T_B=sum from i=1 to n(η_iT_B)。设皮肤组织对T_B的贡献的百分比为η_s,同样设     

局部火灾下混凝土组合梁温度实验及模拟

通过压型钢板-混凝土组合梁在局部火灾下的实验,采集出沿工字型梁高度方向的温度梯度分布数据以及工字型梁长度方向的温度随时间变化的数据,之后采用有限元分析软件ANSYS,反推火灾条件下的热辐射系数和对流系数等热物理参数,并以此为边界条件模拟出工程中常用的各种窄翼缘工字型钢沿高度方向的温度分布,为工程中的抗火设计以及进一步的整体钢框架抗火研究提供参考.     

Sentinel-2A与GF-1数据在油菜种植提取中的差异性分析及提取方法对比研究

以Sentinel-2A和GF-1 WFV为数据源,分别采用最邻近法(面向对象)及BP神经网络法(基于像元),提取兴化市油菜种植区,并对提取结果进行精度验证;同时,结合官方数据,比较各提取组合类型(数据+方法)提取的油菜种植面积相对误差.通过此,探讨多源中高空间分辨率遥感数据中,油菜作物的提取效果差异性及适用的提取方法,并对研究区油菜种植空间格局特征进行分析.结果表明:针对Sentinel-2A和GF-1 WF数据,最邻近法及BP神经网络法提取效果均较好,各提取结果均显示油菜种植区在缸顾乡、周奋乡、垛田镇等西部区域主要呈集中连片分布,其他区域呈零星状分布.相对于基于像元的分类法,面向对象分类法在精度评价中的各参数表现更佳,并能较为有效地避免复杂地物类型区像元错分及漏分问题.针对同一数据,采用最邻近法所提取Sentinel-2A数据的生产者精度、用户精度以及油菜面积精度比BP神经网络法分别多3.22%、0.43%、6.24%,采用最邻近法所提取GF-1 WFV的生产者精度、用户精度和油菜面积精度比BP神经网络法高3.74%、0.10%、9.58%.针对同一方法,由于Sentinel-2A数据具更高的空间分辨率及更丰富的光谱信息,以上2种方法提取该数据的精度均高于GF-1 WFV数据,Sentinel-2A数据更适用于地物结构复杂,地块细碎的小尺度地区的作物信息提取.     

热辐射和绕组绝缘纸对自然对流下的变压器温度影响

为考虑在实际中热辐射和绕组绝缘纸对变压器自然对流的温度场影响,文中以 1台SSZ20-63000/110的油浸式变压器为原型,建立了包含垫圈、绝缘纸筒、压板、绕组绝缘纸和黑体热辐射的变压器热点温升物理计算模型,通过一种基于有限元的方法研究了热辐射和绕组绝缘纸对变压器自然对流的温度场影响。结果表明：在自然对流情况下,热辐射会使得绕组的热点温度和温升值发生小幅度升高,而绕组表层绝缘纸使得绕组的热点温度和温升值大幅度升高;热辐射不会影响热点的位置分布,而绕组绝缘纸会使热点位置发生下移;虽然热辐射对绕组的热点温度影响较小,但是和绕组绝缘纸一起考虑时影响较大。可见仿真计算时最好不要忽略热辐射和绕组绝缘层,否则与实际值相差过大。     

Tycho撞击坑地区微波热辐射特性研究

Tycho撞击坑作为月球最具代表性的哥白尼纪撞击坑,其微波热辐射特性的研究对于分析与其同期形成的大型撞击坑的热演化过程具有重要的参考价值.本文基于嫦娥二号微波辐射计(CELMS)数据为代表的月壤微波热辐射数据,结合月壤TiO_2含量、表面坡度和粗糙度、岩块丰度等资料,系统分析了Tycho地区微波热辐射的特征.结果表明,Tycho撞击坑南坡(A区)的微波热辐射受月表温度影响很大,月壤表层和深部的温度差值也很大;坑底平原北部(B区)的微波热辐射受月表温度影响很小,月壤表层和深部的温度差值也很小;该东部和西部的月壤结构在垂直方向上是有变化的;在凌晨3时以后该区达到热平衡状态,是未来进一步研究月壤内部热流特性的理想区域;溅射毯地区月壤物质在表层与B区相近,且具有较强的储热能力.统计结果表明,表面粗糙度和岩块丰度对月壤微波热辐射的影响最大,坡度次之,TiO_2含量的影响最小.     

无线传感网络在瞬态温度测试中的应用

针对爆轰过程中火球温度高、变化快,测试条件恶劣的情况,运用无线传感网络技术和存储测试技术,设计了一种基于ZigBee的瞬态温度存储测试系统。在1.5 kg温压炸药测试试验中该系统可靠地捕获了全部有效数据,采用Q准则评价了爆轰过程中炸药的热辐射毁伤效应。     

基于变电站的红外测温优化算法分析

针对传统热像仪不能自动精确对整个区域内任意物体测温的问题,提出了一种通过图像匹配实时确定被测目标发射率,自动调焦搜寻超温目标的红外智能全景测温方法。基于传统热像仪测温原理,结合变电站中高温和低温设备混合近距离分布的状况,重点讨论了在变电站具体的环境以及设备特点下,不同的环境因素和目标特性对测温数据的影响。计算结果表明,对于环境温度或被测设备和周围高温设备温差在一定范围内时,可以采用特定常数或一个正比例变化的系数对未考虑高温物体影响的测温数据进行校正,在兼顾测温精度的情况下提高了测温速度,对实时智能监控设备温度以排除运行隐患提供了一种参考方法。     

电热隧道窑温场分析与模拟

利用热辐射原理,采用热平衡法对电热隧道窑的高温恒温区温场进行了分析和模拟.计算中将发热棒分解为无数微元发热面与烧结体进行热交换,依据辐射强度定律,建立了烧结体接收能量的数学模型,并用计算机进行了模拟计算.结果表明,依据模拟结果来优化硅碳棒的排布,可使结构设计更加合理,进而可以获得分布均匀的恒温区温场.计算结果已在窑炉设计中应用,实践效果良好.     

基于位平面分解的E∞自动提取去雾算法

如何合理地选取天空区域来获取天空亮度值（E∞）是雾化图像复原中的关键技术问题．本文通过位平面分解法分割天空区域并运用椭圆最小二乘法拟合日周光散射光圈,并自动确定目周光的中心,将中心点的亮度与天空区域平均亮度的加权值作为最终提取的天空亮度值;最后运用大气散射模型对雾天降质图像进行复原．实验结果表明利用自动提取的天空亮度值获得了理想的去雾效果．     

3mm波段天空亮温的计算

依据建立的3mm波段晴空亮温理论模型,对晴空3mm天空亮温进行了理论和实验研究,提出了根据地面气候条件来求取天空亮温的简单实用方法．理论计算和实际测量结果的误差分析表明：3mm天空亮温的计算是正确的,用此计算值来进行金属目标辐射亮温估算是可行的,简化的理论算法完全满足工程应用的要求．     

基于陆面过程模式的热红外卫星遥感影像模拟

遥感服务于气象、气候领域的一个关键环节就是建立地表过程模式与遥感数据之间的联系,利用过程模式的可靠输出参数来模拟卫星影像,并与真实的观测数据进行对比.本文建立了一个以通用陆面过程模式(CLM)相关参数为地表输入信息,以再分析大气廓线为大气输入信息的卫星影像模拟系统,以期通过模拟数据与真实卫星数据的比较,为模式背景场、强迫场的修订及预报精度的提高服务.模拟结果表明,对于由植被和土壤等组成的自然地表,模拟的热红外卫星信号主要取决于过程模式输出的地表温度,模拟的地表方向性辐射温度与模拟的大气层顶部表观辐射温度相关性高达0.99.模拟到的表观辐射温度与AVHRR影像对应的辐射温度差异比较大,最大值超过30 K,大多数像元温差分布在-20～20 K之间.温差在高海拔地区普遍比较大,这可能是由于CLM对高海拔地区的温度估计偏低导致的.     

A kernel-driven model of effective directional emissivity fornon-isothermal surfaces

Land surface temperature (LST) is a key geophysical parameter that reflects the combined effects of land surface energy and radiation balance. Remote sensing of LST, however, requires understanding the directional patterns of thermal emission from heterogeneous land surfaces. Recently, semi-empirical, linear, kernel-driven models have been successfully used to describe observed directional patterns of land surface reflectance. Following a similar methodology and based on a recent model of the physics of directional thermal emission from heterogeneous land surfaces, a kernel-driven semi-empirical model for thermal emission is developed using three kernels: (i) an isotropic kernel, corresponding to the gray-body component in a heterogeneous pixel; (ii) a two-layer canopy kernel, derived from a previous conceptual model; and (iii) a geometric optical kernel that accounts for the fact that sunlit parts are hotter than shaded parts in a pixel. The three-kernel model fits 1997 airborne directional thermal brightness data over Avignon, France, very well.     

基于遥感的上海城市热岛效应与植被的关系研究

选择2001年3月和7月上海地区的陆地卫星ETM+影像,利用ETM+热红外亮温计算模式将6波段影像灰度值转换成像元亮温,由此直接表征地表温度分布,对城市亮温热岛的空间分布特征、强度变化及其相关影响因素进行了概括.通过提取归一化植被指数(NDVI),并基于统计方法对不同下垫面类型的局域亮温和NDVI进行回归分析,一致证明亮温与植被水平呈明显负相关,且植被降低下垫面温度的效果夏季强于春季;对回归方程斜率的比较又揭示出植被对地面温度的影响受下垫面用地类型结构的制约;增加相同水平的植被,夏季白天降温程度在植被面积占优势的地区不及非植被或少植被区.建议应根据不同类型的下垫面环境进行针对性的植被规划.     

AMSR-E微波数据反演裸地地表温度算法研究

利用AMSR-E被动微波数据,以撒哈拉沙漠地区为研究对象,基于搭载在同一颗卫星上的AMSR-E传感器和MODIS传感器同步观测成像的特点,将MODIS数据反演得到的裸地地表温度产品进行尺度上推.作为AMSR-E像元尺度的地表真实温度.在分析AMSR-E不同通道微波探测值所包含的不同信息特点的基础上,选出反演裸地地表温度较为有效的探测通道,利用多元线性回归的方法,建立经尺度上推后对应AMSR-E尺度的MODIS地表温度与AMSR-E各通道亮温之间的对应关系同,从而实现利用AMSR-E被动微波数据反演裸地地表温度的算法.经验证,反演计算的裸地地表温度误差在±3 K之间.该方法不仅对时间和空间的变化有一定的适应性.而且具有一定的物理意义,演结果可以较好地反映裸地地表温度的变化情况.     

利用Himawari-8卫星红外图像反演降雨

利用静止气象卫星Himawari-8的红外图像数据, 结合全球降雨测量计划的降水产品2AGPROFGMI, 通过将匹配的红外亮温和亮温差数据点与近地面雨强数据点一一对应, 使二者之间建立联系。利用静止气象卫星通道多的优点, 进一步建立多个以红外亮温(BT)、亮温差(BTD)以及近地面雨强为参数的二维和三维雨强查算表。通过反演试验, 找到能够较好地识别不同等级降雨强度的查算表, 其中三维查算表(BT10.4, BTD12.4-10.4, BTD6.2-7.3)对降雨事件表现出较高的检测概率(POD=0.8817)和较低的错判率(FAR=0.4042), 可以较好地判识降雨区域。     

利用S-Z效应构建星系团电子气体数密度和温度分布

利用Sunyaev-Zeldovich(S-Z)效应观测数据,假定星系团内电子气体满足多方气体状态方程构建三个星系团(Abell 665,Abell2218,CL0016 16)的电子气体数密度和温度的径向分布,并对构建结果进行了误差估计.该三个星系团的X射线面亮度观测结果也被用于构建其气体密度和温度分布以作比较.     

文安地震前卫星热红外亮温变化

利用MODIS卫星热红外数据和静止卫星热红外遥感亮温资料,对2006年河北文安5.1级地震进行时间特征和空间特征两种异常分析方法。研究表明,地震前一个月左右,透热指数和异常比值同时出现高值异常,而地表的亮温增温异常区与未来发生的地震震中较为接近。     

新型人工天空半球内表面亮度分布的理论

针对旧式人工天空半球内表面亮度分布不合理的现象，提出一种新型人工天空半球的构造方法，并从理论上加以论证。在新型人工天空半球内 ，用均匀扩散透射材料形成环形散射光源，从天顶到地平线依次贴上反光系数递减的材料，可使人工天空半球内表面亮度分布与全阴天的真空天空亮度分布一致。这对于改进现有人工天空半球的亮度分布，提高模型测量采光系数的真实性和准确性，以及模拟不同地区气候散射光环境都有实际意义。