土壤～植被混合型地表红外辐射特性研究

摘要

自然地表的红外辐射特性在军事领域、地质研究、气象以及农业领域都有着广泛的应用。红外辐射温度场反映了背景与目标的红外辐射特性，在目标与环境特性领域的研究中具有重要的意义。 本文以土壤～植被混合型地表为研究对象，对影响地表温度场的主要因素进行了分析，在土壤和植被红外辐射特性的基础上给出了土壤～植被混合型地表的红外辐射统计特性；从地表的红外辐射特性理论计算入手，结合温度场的统计特性，将混合地表温度场转换为红外辐射出射度场，确定了混合型地表的红外辐射出射度场和影响地表红外辐射的相关参数。在分析了影响红外辐射出射度场各个参数的基础上，给出了混合地表中不同植被覆盖率情况下的红外辐射出射度场特性，分析了混合地表的热图像特征。结果表明：混合地表的温度场方差和相关长度服从正态分布，辐射参量是各个组成地表类型相对应参量的线性加权之和；辐射出射度方差、归一化相关长度随着植被覆盖率的增大而减小。

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外发展动态

1.2.1土壤的红外辐射特性及应用

1.2.2植被的红外辐射特性

1.2.3地表热红外图像的模拟、仿真及应用

1.3研究内容

1.3.1课题来源

1.3.2主要内容

1.3.3论文结构

第二章土壤～植被混合型地表的温度场特性

2.1引言

2.2土壤表面温度计算及特性分析

2.2.1利用地表表面热平衡方程计算地表表面平均温度

2.2.2利用红外场景的能量平衡模式计算地表表面平均温度

2.2.3参数k的确定

2.3混合地表的温度场统计模型

2.3.1混合地表温度场中覆盖率的统计模型

2.3.2混合地表温度场中覆盖率的统计计算

2.4混合地表温度场特性分析

2.5小结

第三章地表温度场与辐射出射度场的函数关系

3.1引言

3.2平均辐射与红外辐射测温的关系

3.2.1平均辐射出射度与辐射温度的函数关系

3.2.2平均辐射出射度与色温的函数关系

3.3地表红外辐射特性与辐射出射度场的函数映射关系

3.3.1平面混合像元发射率与覆盖率变换关系

3.3.2多维平面混合像元发射率与覆盖率变换关系

3.4小结

第四章混合型地表的红外辐射出射度场特性

4.1引言

4.2混合地表红外辐射的统计特性

4.2.1混合地表的辐射模型

4.2.2混合地表辐射出射度场方差分析

4.2.3混合地表辐射出射度场相关长度分析

4.3混合地表的热图像分析

4.3.1土壤热图像分析

4.3.2植被热图像分析

4.3.3混合地表热图像分析

4.4小结

第五章全文总结

致谢

参考文献

在读期间研究成果