自然地表红外辐射特性统计分析

利用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ（Ｍ－Ｃ）方法，模拟计算了自然地表红外辐射的统计特性．根据地表能量热平衡方程，选取短波吸收率、长波发射率、风速以及热传导率（对光裸地表而言）和气孔阻力（对植被型地表而言）为独立的随机变量，并假设它们均服从正态分布；给出了自然地表温度的概率分布，讨论了这些随机变量的空间起伏和环境条件对植被红外辐射统计特性的影响．研究表明，在这些随机变量中，短波吸收率和风速对自然地表红外辐射统计特性的影响最大．     

自然环境下地表红外辐射特性对比研究

根据自然环境下地表的热平衡方程，建立了计算地表热红外辐射特性的理论模型。利用温湿耦合 原理，对于表热特性 及辐射特性随含水量的变化给予了充分的考虑。给出了不同地表辐射温度的周日模拟计算结果，并进行了对比和分析，结果表明，在相同的自然环境下，不同地表的热红外辐射特性有一定的差别。尤其是人工地表和自然地表之间热红外辐射特性在白天相关较大。     

随机风场对自然地表红外辐射统计分布的影响

根据地表稳态热平衡方程，考虑自然地表的潜热和感热及大气热辐射的作用，分析了随机风场中裸露地表热辐射的统计特性，结果表明：地表辐射温度分布的概率密度、平均值、方差、偏斜度和峰态随着平均风速及其起伏而变化，由于地表潜热的交换，其平均温度显然低于无潜热交换的干燥裸露地表的平均温度．     

基于统一模型的典型地表红外辐射特性对比研究

根据自然地表的稳态平衡方程,将干燥裸地、潮湿裸地、低植被覆盖地表统一为一种模型。综合考虑了各种自然因素,采用了蒙特卡罗方法,模拟了自然地表辐射温度的周期性变化以及各自然因素对红外辐射温度均值及其方差（起伏）的影响。实验结构表明此模型能较好地模拟这几种典型地表的红外热辐射特性。     

自然地表红外图像的模拟

自然界的地表是非常复杂的,影响其温度分布和红外辐射特性的因素很多,如地表的起伏、土壤类型、植被类型、土壤湿度和气象条件等.要精确计算自然地表的温度和红外辐射特性,生成红外图像,必须建立考虑各种影响因素的三维传热传质模型.这种方法要花费大量的计算时间,是不实用的.文中利用一维模型的计算结果并结合随机模拟方法,针对具体自然地表(不同植被、裸露地表等)的实际红外辐射强度的相关长度、均方根误差以及相邻像素点的空间距离,模拟生成了自然地表的红外图像.探测器的视场和视角对观察到的图像影响是很大的,对同一地面区域,使用不同视场的探测器观察,得到的图像不同,即使使用同一探测器,如果用不同的视角观察同一区域,得到的图像也是不同的.因此文中根据不同的红外探测器视场以及同一探测器的不同的视角,将该图像转换成了红外探测器视场内的图像,分析了对应不同视场和视角的自然地表红外图像的特征.     

发射率和温度同时测定的辐射测温仪

提出一种新的不依赖发射率变化的辐射测温技术，它利用红外源作为参考光源，求得辐射体的发射系数后，进而实现不依赖于发射率变化的真实温度的测定。     

基于MODIS红外通道的辐射传输计算

通过建立地气系统的红外辐射传输方程,基于MODIS红外通道进行辐射传输计算.利用快速精确的透过率模型PFAAST计算大气透过率,在红外辐射传输计算中考虑了地面反射大气辐射亮度的影响,指出地面反射大气辐射亮度在整个方程所占比重随着地表发射率变小而增加,其中MODIS第33通道对发射率的改变最为敏感,美国标准大气下,当发射率ε=0.65时,比重达到7.12%,因此,忽略地面反射大气辐射亮度,直接影响红外辐射传输计算的准确性.模拟了MODIS各红外通道辐射亮度,并与MODTRAN4.0模拟结果比较,相对误差不超过0.12%,模拟了大气倾斜路径对卫星红外通道观测亮温的影响.     

提高高温红外辐射涂层发射率的途径

利用Kubelka—Munk的二流理论描述了红外辐射与涂层的相互作用,讨论了红外涂层的发射率与吸收系数及散射系数的关系。提出了提高高温红外辐射涂层发射率的途径。     

固体壁面红外辐射特性的研究

在飞行器红外隐身技术中,研究固体壁面的红外辐射特性十分重要,该红外辐射特性又与法向全发射率和红外辐射光谱的测量密切相关。本文介绍用参比法测量法向全发射率及用光栅单色仪测量红外辐射光谱的实验方法并对测试结果进行分析。     

地表温度测量方法研究综述

对近年来国内外测量地表温度的理论、方法和应用进行了全面的回顾,主要介绍了玻璃液体温度表、铂电阻地温传感器、红外温度传感器和红外辐射计的使用方法及优缺点.分析了它们测量地表温度的差异,指出了前两种仪表存在的不足,重点介绍了基于红外辐射原理的红外温度传感器和红外辐射计.实际应用表明：经过气象因子修正后的红外传感器和考虑了大气逆辐射影响的红外辐射计测量地表温度更加准确、可靠,是以后重点研究的方向.     

涂层参数对卫星动态辐射特性影响分析

考虑卫星本体表面包覆绝热材料的实际物理状态,根据数值传热学和有限容积法建立了目标表面温度场的计算模型,对在轨飞行卫星的瞬态温度场进行数值模拟.考虑涂层表面自身辐射及空间轨道外热流等因素,建立了卫星多光谱有效辐射亮度的计算模型,计算了涂层表面在0.38～0.76μm、3～5μm和8～14μm波段的瞬态有效辐射亮度.分析了涂层参数(太阳短波吸收率α红外发射率ε)对瞬态温度和波段辐射亮度的影响.结果表明,卫星涂层温度同αε比值成正比,卫星的辐射能量主要集中在可见光和远红外波段,以及不能同时减小卫星在可见光和远红外波段的辐射能量.     

目标温度对红外迷彩涂料伪装效能的影响

研究了在不同温度下发射率为0.605～0.935的红外迷彩涂层的表观温度和红外图像以及由高、中、低3种发射率涂料组成的三色红外迷彩的辐射对比度随温度变化情况,获得了三色红外迷彩涂料的适用温度范围。结果表明:对于三色红外迷彩涂料,目标与背景实际温差每升高1 K,辐射对比度|C|增大约0.011,即伪装效能随温差增大而降低;当温差超过±20 K时,三色红外迷彩涂层的平均表观温度与背景表观温度之差大于10 K,即涂层几乎没有红外伪装效能。     

离散坐标法和LOWTRAN7辐射传输计算的比较

在不同波段和不同大气条件下，利用离散坐标法和ＬＯＷＴＲＡＮ７计算了大气顶向上和地面向下辐射率，并进行了比较．在一般情况下，两者的差别小于２０％，说明用ＬＯＷＴＲＡＮ７计算有较好的精度．     

风场下自然地表红外辐射统计特性

考虑风场存在时热对流的作用,并根据自然地表的热平衡方程分析了自然地表红外辐射的统计特性,分析中采用一级近似,结果表明,风场的存在将使地表温度的概率分布产生明显改变,峰值及平均温度趋近地表附近空气的稳定温度,并导致地表热辐射图像对比度的显著降低,文中还提出了热对流效应的饱和现象。     

卫星影像在热红外场景仿真中的应用

针对早期热红外场景模拟基于机载热像仪图像或随机产生场景的情况,提出针对高分辨率卫星图像进行热红外场景模拟的方法。基于高分辨率卫星图像,采用ISODATA法进行非监督分类,得到土地分类专题图,通过地物光谱数据库获得场景地物温度及发射率,以及大气辐射传输软件MODTRAN对其进行大气修正,从而获得地面场景辐亮度图像。场景仿真结果表明：利用高分辨率卫星图像进行热红外场景模拟是一种全新而有益的尝试,对伪装效果检验等相关研究工作具有一定的参考价值。     

Separating temperature and emissivity in thermal infraredmultispectral scanner data: implications for recovering land surfacetemperatures

The accuracy of three techniques for recovering surface kinetic temperature from multispectral thermal infrared data acquired over land is evaluated. The three techniques are the reference channel method, the emissivity normalization method, and the alpha emissivity method. The methods used to recover the temperature of artificial radiance derived from a wide variety of materials. The results indicate that the emissivity normalization and alpha emissivity techniques are the most accurate, and recover the temperature of the majority of the artificial radiance spectra to within 1.5 K; the reference channel method produces less accurate results. The primary advantage of the alpha emissivity method over the emissivity normalization method is that it works well in terrains of widely varying emissivities, e.g.,those dominated by vegetation and igneous rocks. By contrast, the emissivity normalization method works well only if the emissivity used for normalization is close to the maximum emissivity of the spectra in the scene     

一种顾及观测视场的行播作物热辐射方向性模型

热辐射方向性是热红外遥感反演和产品真实性检验中的关键问题之一。本文针对行播作物,构建了一个综合考虑光照植被/阴影植被、光照土壤/阴影土壤、植被-土壤多次散射和观测视场多影响因素的行播作物热辐射方向性模型,并详细分析模型精度以及模型对LAI、冠层结构等参数的敏感性。结果表明,本文模型不仅能够很好体现出行播结构热辐射特性和热点效应,而且适用于连续作物热辐射特性模拟;与现有FRA97模型和FovMod模型对比一致性良好,均方根误差分别为0.18 K和0.36 K。