物体昼夜不停地向空间发射红外线,所以热红外扫描传感器昼夜都能获得热红外图像。
热红外图像与地物之间的温差关系很大,地物之间温差大,影像的反差大,影像就清晰;反之,影像就不清晰。但地物间的温差是由日照和地物性
质决定的,一般来说,午后1 时和黎明6 时前后,温差最大,成像效果最好。但是,中午成像的热红外图像,受地形阴影干扰太大,一般不如黎明前成像
效果好。据罗恩等人(1970)研究,黎明前的图像比白天的图像好得多。但对有些地物,白天的图像也还是很有用的。如1976 年太原地区红外遥感试
验、太原晋阳湖冷却循环池,热水流进循环池的冷却过程在白天图像上反映得很清晰(图4-24)。这是因为白天水体温度比周围土地温度低,呈暗色
调。一旦有热水流入,温度比原来池中水温高,呈浅色调,易于识别。
3.影像分辨率较低。影像分辨率主要决定于光学扫描的瞬时视场角和成
像高度。瞬时视场角越小、飞机航高越低,地面分辨单元越小,分辨率就越
高。分辨率与瞬时视场角和航高的关系式为:
do=H·Δθ
式中:do 为地面分辨单元;Δθ为瞬时视场角(弧度);H 为航高。
对于红外扫描仪,瞬时视场角的大小是一定的,一般为1—3 毫弧度。航
高为1000 米时,地面分辨率为1—3 米。这比普通航空像片的分辨率低。
地面分辨率不仅与瞬时视场角和航高有关,而且也与扫描角有关。即使
在同一航高下,随着扫描角的变化,同一条扫描线上,地面瞬时视场从中间
向两边逐渐增大,地面分辨率也逐渐降低(图4-25)。
(二)热红外图像的判读标志
热红外图像的判读标志虽然也是影像的形状、大小、色调和阴影特征等,
但其特性与黑白全色航空像片有较大不同。
(1)形状特征。热红外扫描图像上的地物形状,一般反映了实际形状,或近似实际形状,但有时会发生很大畸变。畸变的原因与扫描系统特点和地
物温度有关。
热红外图像是中心轴投影,图像连续成带状。在沿航线方向没有像点位
移,图像比例尺一般是不变的。可是沿扫描方向(垂直于航向),由于每条
扫描线上中央的瞬时视场小,两端的瞬时视场大,图像从两边向中央压缩,
像点从两边向中央位移,越靠图像两边像点位移越多,图像比例尺则越小,
地物形状发生畸变。图4-26 中的公路产生S 形弯曲,就是由扫描系统引起
的变形。一般来说,这种图像的投影中心轴线附近的图形最真实。
热红外图像接收的是地物热辐射强度,对非热源地物,如水体、山地、
丘陵以及农田道路等,一般呈真实或近似真实的形状,特别是图像中部地物
形状更真实。对热源地物或温度高的地物,则往往反映不出真实形状。因为
温度高,向周围空间辐射的红外能量大,产生似光晕现象,地物的形状就被
掩盖、歪曲或扩大,甚至面貌全非。
飞机运行不稳、滚动、俯仰都会使图像发生位移和畸变。
(2)色调特征。色调是热红外图像判读的重要依据。色调的深浅受以下
几种因素的影响:
(a)地物热辐射能量的大小。地物热辐射能量大,影像色调浅;地物热
辐射能量小,影像色调较深。地物热辐射能量决定于地物温度高低和发射率
的大小,温度越高,辐射能量越大,如高炉、火光等热源,影像往往呈白色
调。土地的温度较低,无论白天或夜间成像,均呈深浅不等的灰色调。有些
地物虽温度相同,但由于发射率不同,也会有不同的色调,如大理石和石英
虽然温度相同,但大理石发射率为0.942,石英为0.627,所以大理石的色调
较深。
(b)成像时间。以水体和植物为例说明成像时间对影像色调的影响。水
体具有较高的热容量,较好的导热性能,日温差很小,土地的热容量较低,
日温差较大。白天水体的温度比周围土地低,水体为深色调;夜间水体温度
又高于周围土地,所以影像为浅色调。图4-27(a)为白天成像,河流为黑
本文标题:其它航空遥感图像及其判读(3)
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