【摘要】： 發(fā)射率是紅外測量的重要參數(shù)。在海洋遙感測量中,海平面的發(fā)射率扮演至關(guān)重要的角色,在海洋表面溫度、鹽度、洋流測量中有廣泛應(yīng)用。然而,隨著對海洋的開發(fā)利用,海洋的油層污染也越來越嚴(yán)重,需要對海平面的油層污染及時發(fā)現(xiàn)與監(jiān)控。本文立足于海平面上漂浮著油層與海平面具有不同的紅外發(fā)射率這個切入點,指出可以通過發(fā)射率的差別實現(xiàn)海面油層的探測,有利于在污染及早發(fā)現(xiàn)及控制。本文研究了現(xiàn)有的海平面發(fā)射率模型,并通過研究油層與干凈海平面的差異,把干凈海平面的發(fā)射率模型推廣到海平面被油層覆蓋的情況。通過對二者發(fā)射率模型的研究,預(yù)測通過發(fā)射率差異探測海平面油層污染的前景。由于海平面是一個粗糙面,陰影效應(yīng)也給予了考慮。對于計算推導(dǎo)獲得的模型,本文通過利用Matlab編程分別模擬了海平面發(fā)射率與油層發(fā)射率。本文計算了波長為3.4 m和10 m紅外光的海平面及油層的發(fā)射率。計算結(jié)果顯示,當(dāng)觀測角較小時,海平面的發(fā)射率為0.95左右。然而海平面的發(fā)射率隨著觀測角的增大迅速減小,當(dāng)觀測角接近90o,發(fā)射率僅略微超過0.5。被油層覆蓋的海平面的發(fā)射率同樣也隨著觀測角的增大而減小。然而,當(dāng)采用波長為10 m紅外光作為研究對象時,干凈海平面的發(fā)射率與被油層污染的海平面的發(fā)射率有明顯區(qū)別,通過發(fā)射率的區(qū)別實現(xiàn)海面油層的探測完全可行。不僅如此,通過計算發(fā)現(xiàn),干凈海平面與被油層污染的海平面的發(fā)射率差與油層厚度有關(guān),通過對發(fā)射率差的比較還可能得到油層的厚度。因此,發(fā)射率探測海平面油層污染有很好的前景。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：P714.3
【圖文】：

海面毛細(xì)波會很快消失，重力波也會隨后慢慢變得平緩。海平面的波浪就是這兩個過程的同時作用的結(jié)果，如圖2-1所示。圖 2-1 海平面的波浪形成海平面的波浪是重力波和毛細(xì)波的疊加。因此，海平面的統(tǒng)計特性也同時受這兩方面的影響。Bourlier指出，海平面的斜率統(tǒng)計特性基本遵循高斯分布[9]。而斜率的方差則與海面的張力以及風(fēng)速有關(guān)。海平面的斜率統(tǒng)計特性是本文的一個重要參數(shù)，將在后

第2章 海平面的發(fā)射率模型11圖 2-2 海平面局部圖2-2描繪了海面上的局部。M0代表曲面上的任意點，M代表探測器。0n 為M0所在面元的法向單位矢量。χ為本地發(fā)射角（發(fā)射光線與法線的夾角），θ為全局發(fā)射角（發(fā)射光線與子午線的夾角，或稱天頂角）。M0所在面元的單位法向矢量可以用該面元的斜率γ表示：( ) ( ) ( )1220sin ,cos ,1 / 1n nn = θ θ = γ +γ (1-16)發(fā)射光M0M的單位矢量容易求得：( )0M M = sin θ, cosθ(1-17)由式(1-16)和式(1-17)可以求得本地發(fā)射角的余弦值：( )001/22cos sincos1n M Mθ γ θχγ = =+ (1-18)結(jié)合式(1-13)，(1-14)和(1-18)，該面元的發(fā)射率可以由式(1-15)求得。接下來的任務(wù)就是如何用各個小面元的發(fā)射率來表示整個海平面的發(fā)射率。圖2-3為海平面發(fā)射率模型的示意圖。如圖可見，在觀測角為θ時，并非所有面元都能被探測器探測到，而估計海平面的發(fā)射率的關(guān)鍵是求得能被探測的海平面展總面積多少，以及這部分能被探測的面積的統(tǒng)計特性。整個海平面的發(fā)射率是各個能被探測的面元的?

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本文編號：2732573