1 中国科学院空天信息创新研究院 遥感卫星应用国家工程实验室，北京 100094
2 新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，乌鲁木齐 830006
3 中国科学院大学，北京 100049
4 大连海事大学 信息科学技术学院，辽宁 大连 116026
5 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 农业部农业信息技术重点实验室，北京 100081
地表比辐射率方向性研究是国际热红外定量遥感研究领域的热点与难点，现有的热红外沙地比辐射率方向性模型存在先验参数较多、精度较低、适用性差等问题。论文基于5个伪不变定标场，即Algeria3_1km、Algeria5_1km、Libya1_1km、Mauritania1_1km及Mauritania2_1km，综合利用长时序极轨卫星载荷AQUA/MODIS与静止轨道卫星载荷MSG/SEVIRI多角度观测数据，经过载荷相互校准、大气纠正、影像数据时空匹配等处理，基于热红外辐射传输方程，获取0~65°观测天顶角范围内各研究区方向性比辐射率，建立公里级像元尺度比辐射率方向性模型，并对其进行了不确定度评估。结果表明：地表比辐射率随观测天顶角增大而降低，其方向性效应随波段中心波长的增加而减小，Algeria5_1km区域的方向性效应最小，Mauritania1_1km区域的方向性效应最强；各研究区比辐射率方向性模型不确定度均随观测天顶角的增大而增大，模型不确定度均优于3%。
热红外遥感 地表比辐射率 方向性模型 误差传递理论 thermal infrared remote sensing land surface emissivity directional model error propagation theory
1 河北地质大学河北省高校生态环境地质应用技术研发中心， 河北 石家庄050031
2 河北地质大学河北省农业干旱遥感监测国际联合研究中心，河北 石家庄050031
针对目前地面目标热红外通道辐射特性及其偏振辐射特性的遥感探测需求，将五大典型地面目标之一——土壤作为研究对象，并利用地物热红外多角度偏振遥感测量平台及仪器获取了不同因素影响下的土壤热红外多角度热辐射与偏振辐射数据。分别从探测角、方位角、波段、偏振角和土壤类型五个方面研究了土壤的热辐射特性及其偏振辐射特性。结果表明，当入射光源固定时，土壤的辐射亮度和亮度温度均随探测角的增大而增大；当方位角为180°时，二者均达到最大值；它们随波段变化呈现不同的规律；偏振角以及土壤类型对辐射亮度的影响不显著，而对亮度温度的影响显著。该研究成果可以为开展热红外土壤遥感应用提供新的思路与方法，并可为热红外遥感和偏振遥感的进一步发展提供重要的理论支撑。
热红外遥感 偏振辐射 多角度 影响因素 土壤 thermal infrared remote sensing polarized radiation multi-angle influence factor soil
1 南京信息工程大学 遥感学院，江苏 南京 210044
2 南京师范大学 虚拟地理环境教育部重点实验室，江苏 南京 210046
3 中国人民解放军73608部队，江苏 南京 210028
大气透过率是热红外遥感中的一个重要参数。针对前文构建的大气透过率模式，以我国环境灾害卫星HJ-1B红外相机IRS第4通道的大气透过率模式为例，利用辐射传输模型MODTRAN模拟水体辐亮度，对模式中的变量引入不同的误差，将模拟的辐亮度反演水温，分析不同气溶胶模型、水汽量、能见度和观测天顶角对反演水温的敏感性。并将该大气透过率模式用于HJ-1B/IRS热红外图像中，反演了2009年4月17日、21日、22日和25日太湖水温。研究结果表明：同一波段、不同气溶胶模型的大气透过率模式在反演温度时会产生不同的误差，以气溶胶模型为平流雾的最大、对流型的最小；大气透过率模式中3个变量的误差与温度反演的误差呈线性关系，即变量的误差越大，温度反演的误差也越大；以水汽量对温度反演最敏感，观测天顶角其次，能见度最弱。该大气透过率模式用于4天遥感图像反演中，除4月17日反演的误差稍高，均方根误差和平均相对误差分别为1.127 ℃和5.75%，其他3天的均方根误差都小于1 ℃、平均相对误差在5%以下，说明所建的大气透过率模式在热红外遥感中具有较高的应用精度。
热红外遥感 大气透过率模式 温度 误差 thermal infrared remote sensing atmospheric transmittance model HJ-1B/IRS HJ-1B/IRS temperature error
1 南京信息工程大学 地理与遥感学院，江苏 南京 210044
2 南京师范大学 虚拟地理环境教育部重点实验室，江苏 南京 210046
3 中国人民解放军73608部队，江苏 南京 210028
大气透过率是热红外遥感中的一个重要参数。通过辐射传输模型MODTRAN模拟热红外波段的大气透过率，构建了基于大气模型、气溶胶模型、水汽量、能见度和观测天顶角等5个因素的大气透过率查找表，分析了不同参数对热红外大气透过率光谱曲线的影响，通过方差分析确定了影响大气透过率的关键因子，针对不同类型的气溶胶模型，构建了基于水汽量、能见度和观测天顶角的常用卫星传感器热红外通道的大气透过率经验模式，解决了卫星热红外遥感中大气透过率精确计算的问题。
大气透过率 热红外遥感 MODTRAN模型 模式 atmospheric transmittance thermal infrared remote sensing MODTRAN model
上海大学计算机工程与科学学院, 上海 200444
热红外遥感能够准确、快速地检测出火山灰云信息。针对热红外遥感数据和火山灰云检测特点, 提出了基于变分贝叶斯 ICA的火山灰云检测算法, 通过引入贝叶斯网络的条件独立性准则和近似变分算法, 将源信号后验概率分布的计算转化为更容易处理的负变自由能, 去逼近真实后验概率分布的最佳近似值。实验表明该方法取得了 85.25%的光谱匹配度, 检测精度较高。
热红外遥感 火山灰云 MODIS图像 变分贝叶斯 独立分量分析 thermal infrared remote sensing volcanic ash cloud MODIS image variational Bayesian independent component analysis(ICA)
随着国内核电的规模化发展，核电机组排放的大量温排水对周围的水域环境造成“热污染”。这已逐渐成为人们关注的焦点，且已成为核电项目审评的重点对象。为了消除公众疑虑、满足审评要求，核电厂一般会选择恰当的方式对温排水进行监测和评价。本文根据法规要求结合工程经验，利用遥感技术对核电厂温排水的扩散和分布进行了检测，并取得了良好的效果。
核电站 温排水 热红外遥感 nuclear power warm water discharge thermal infrared remote sensing
1 中国气象科学研究院， 北京100081
2 国家卫星气象中心， 北京100081
3 南京信息工程大学应用气象学院， 江苏 南京210044
采用辐射传输模式模拟了特殊角度随气溶胶光学厚度及大气温湿度的变化情况， 结果显示晴空下该角度不受气溶胶影响， 受大气温度影响小， 但受大气水汽含量影响显著， 因此晴空下热红外光谱仪测量下行辐射时特殊天顶角可只根据大气水汽含量确定。 西部荒漠地区下行辐射测量实验结果表明， 据大气水汽含量确定的特殊角度值与实验结果一致， 且该角度处辐射作为积分辐射符合精度要求。 特殊角度值可用研究区大气水汽含量确定， 该快速测量法可广泛用于野外实验， 方便快捷测量准确瞬时下行辐射。
热红外遥感 野外测量 大气下行长波辐射 观测天顶角 Thermal infrared remote sensing Atmospheric downward long-wave radiance Field measurement View zenith angle 光谱学与光谱分析
2012, 32(6): 1596
1 中国科学院遥感应用研究所 遥感科学国家重点实验室,北京100101
2 北京师范大学 全球变化与地球系统科学研究院，北京100875
3 国家遥感中心，北京100036
通过二向性反射率分布函数(BRDF)核驱动模型对黑河试验多角度热红外机载数据的拟合,证明了核驱动模型具有热红外波段的外延能力，确定了适用于多角度热红外数据的最佳核函数组合.在热辐射方向性核系数组合因子与地表温度(LST)构成的特征空间中构建、提取了多角度热红外干旱指数(MTDI).在黑河各试验区，MTDI和温度植被干旱指数(TVDI)的反演结果非常相近(相关系数大于0.87)，表明核驱动模型在热红外波段也是分析方向性辐射信息的有效模型.
多角度遥感 热红外遥感 核驱动模型 土壤水分 红外广角双模式成像仪 multiangular remote sensing thermal infrared remote sensing kernel-driven model soil moisture wide-angle infrared dual-mode line/area array scan
北京航空航天大学精密光机电一体化技术教育部重点实验室, 北京 100083
温度和发射率是热红外遥感中的两个最重要的参数。提出了一种基于维恩近似修正和阿尔法获得法(ADE)的温度和发射率的反演方法。对维恩近似从基本原理上进行修正,利用ADE计算光谱大致形状以确定发射率最大最小的波段,推导出了在修正维恩近似后各个波段发射率的关系,再利用这个关系以及最大最小值差(MMD)模型计算实际的发射率。在MMD模型的选择上,比较了两种模型的精度,选择了精度较高的模型应用到算法中。从算法的计算精度以及与别的方法的比较中可见,算法的精度和稳定性都比较好,温度的反演误差在1 K以内,发射率反演误差在0.015以内。
热红外遥感 温度 发射率 维恩近似 阿尔法获得法
北京航空航天大学电子信息工程学院, 北京 100083
从辐射传输方程出发,严格地分析了以往工作中被忽略的大气层中悬浮微粒散射对热红外辐射能量传输的影响,特别研究了对能量平衡的贡献和对传感器信噪比的影响,对以遥感器高度和能见度作为参量的仿真计算结果说明,与传统的不考虑大气中悬浮微粒的散射情况相比差1～2个数量级。这说明,悬浮微粒的散射不仅对红外辐射有消光作用,而且是研究热红外遥感系统中新的辐射通量出现的重要因素。
热红外遥感 悬浮粒子散射效应 辐射传输理论 对地遥感
