Page 82 - 遥感技术在生态环境监测中的应用研究

第三章 遥感监测技术

法的主要思想就是先在整幅影像中选取一个典型区域，对该区域的色彩进行调整，调整的

方法包括直方图调整、色彩平衡调整和曲线调整等，使之最大限度地达到最后的要求，然
后以该区域为标准样本，对其他区域进行切片，分别进行调整，实践证明，这种方法获得
了很好的效果。

三、热红外遥感

（一）热红外遥感简介

红外遥感是通过获取地物反射或发射出的红外热辐射能量信息来感知地物特性的技
术，热辐射量级大小不仅与目标物的表面温度有关，而且也是目标物构成成分以及观测角
度的函数。受大气作用影响，卫星传感器入瞳处的热辐射主要集中于3～5μm和8～14μm

这两个大气窗口。前者为中红外窗口区，反射和发射特性同等重要；后者为热红外窗口区，
以目标物发射的热辐射为主。由于任何温度高于绝对零度（0K 或 -273ºC）的物体都会不

断地向外界以电磁波的形式发射热辐射，使得热红外遥感能够实现对目标物的全天时遥感
监测。
目前，中红外和热红外遥感在农情监测、灾害监测、城市热岛效应、地质探测、环境

污染以及军事等领域都有很广泛的研究。在农业方面，热红外遥感已经被用于农田蒸散的
定量计算，有助于人们科学合理地调控土壤水分。在减灾应用方面，主要用于地震和林火
监测等，通过震前地表温度异常的监测，可以对地震预测的发展提供大量数据支持；通过

多时相的中红外和热红外遥感图像对比，可以及时掌握林火蔓延情况。在城市热岛效应研
究方面，通过热红外遥感可以准确获取地表温度或者空气温度的时空分布信息。在地质勘
探和环境污染监测方面，主要应用于地下水、地热和矿物的探测，以及秸秆燃烧、温水污

染和沙尘监测等。在国防安全领域，主要应用于军事目标的红外侦查、红外夜视和红外预
警等，通过观测目标和背景的中红外或热红外辐射强弱差别可以识别出由于伪装或者观测

条件不佳（夜间和不良天气）而难以发现的军事目标。
（二）热红外遥感在土壤水分监测中的应用方法
1. 热红外法

热红外法是用下垫面温度来间接反演土壤水分。其原理是，水的比热大，受热后温度
变化较慢，因此白天下垫面温度的空间分布能间接反映土壤水分的分布。热红外法适用于

裸土或植被盖度很小的情况。利用热红外法确定土壤水分含量包含两方面的内容：一是测
定地表温度；二是确定土壤中水分总量与地表温度之间的定量关系。利用热红外法进行土
壤水分监测在我国开展的还不很多，但已取得一些研究进展。例如。刘志明比较了常规气

象站实测的 02 时和 14 时地面 0cm 处的温度数据与土壤水分含量的相关关系，发现白天的
温度与土壤水分存在较好负相关，而夜晚温度与土壤水分没有确定的相关关系；他利用在
一定的气象条件下（晴朗）反演的下垫面温度，并结合地面气象、农气、灾情、地理等实

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