红外遥感技术的发展及其应用

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1、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

2、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

3、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

4、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。二：红外遥感技术的军事应用。1.机载红外成像伊拉克战争的经验证明，从空中昼夜获取战场的情报信息

5、，对获取战场的主动权及至最后夺取战争的胜利极为重要。采用机载成像技术直接从空中获取地面信息，对地面目标进行侦察监视方法的应用已有几十年时间。美国军方一直强烈地依赖于这一手段获取情报，其U-2、P-3和“食肉者”侦察机就是这种应用的典型实例。U-2飞机上装有高分辨率的摄像系统，可获得地面目标的高分辨率清晰图像，其侦察范围沿飞行航线纵深可达数十公里的大面积地区，为指挥机关和作战部队提供了极为直观的准确情报。美、英、法国军队一直非常重视发展这种先进的战术机载成像侦察监视系统，从越南战争到波斯湾战争，仅美国海军就有500多架抓侦察机，迄今为止仍有100多

6、架鬼怪式侦察机在世界各地服役。特别是在最近几年美军发动的几场战争中，如科索沃、阿富汗和伊拉克战争，美军的机载战术侦察技术发挥得淋漓尽致，在夺取战争的主动权方面起到了至关重要的作用。2．星载红外成像星载红外成像是获取敌情、采取自卫的重要途径，它有许多优点：能24h昼夜工作，能适应不良天气，能提供定时信息，能把捕捉目标和攻击结合起来，有远距离探测和透过能力，能识别伪装，能排除电子干扰等。红外成像不仅能揭露地面、森林里的伪装，还可揭露地下、水下的军事目标，显示热源目标的运动状态和踪迹。美国在50年代末、60年代初，出于军事和政治上的需要，花了很大的气力

7、发展空间遥感技术，以用于卫星侦察。从美国公布的空间环境遥感图像来看，“陆地卫星”和其他一些空间飞行器在军事侦察上发挥了较大作用，美国宇航局常把接收到的红外图像信息，经处理后直接送给三军和中央情报局。“陆地卫星”上携带的主要遥感器之一是多谱段扫描仪，它的敏感光范围包括可见光和近红外光谱段（0.8〜1um）。红外成像具有一定的识别伪装能力，在彩色红外相片上，死树呈浅蓝或青蓝色，缺水植物呈淡红或白色，普通绿色油漆呈蓝色。对于“陆地卫星”图像来讲，这种红外效应对于大面积的伪装、施工前后新土和旧土都有一定的识别能力。“陆地卫星-D”上的返束光导摄像管（RB

8、V），其地面分辨率约3010(“陆地卫星4号”的分辨率更高)，它对海水具有较好的穿透能力，其图像能显示出水下地貌与地质构造轮廓，透视深度