Съемки в диапазоне инфракрасного излучения

Инфракрасная область спектра открыта У. Гершелем в 1800 г., было установлено, что инфракрасные лучи по своим свойствам близки к видимым лучам и подчиняются оптическим законам отражения и преломления.

Инфракрасная аэросъемка (ИКС) наряду с другими методами дистанционного зондирования играет важную роль при геологических и экологических исследованиях. Область инфракрасного (ИК) электромагнитного излучения (Ло = 0,74 4- 1000 мкм) условно делится на три диапазона: ближний (Хо = 3 ч- 0,74 мкм,/= 108 МГц); средний (А,о = 20 ч-З мкм,/= 107 МГц); дальний (Хо= 1000 ч- 20 мкм, / = 106 МГц).

В ближнем диапазоне (0,74—3,0 мкм) интенсивность потока инфракрасного излучения обусловлена преимущественно отражением длинноволновой составляющей солнечного света, в среднем диапазоне (3—20 мкм) — собственным тепловым излучением Земли. Дальний диапазон (20—1000 мкм) изучен пока недостаточно.

Максимум спектральной яркости ИК-излучения объектов земной поверхности (Хтах) находится вблизи 9 мкм, а для объектов с аномальной температурой (вулканы, пожары и др.) он сдвигается в более коротковолновую часть спектра (3—7 мкм).

Инфракрасные съемки (ИКС) собственного теплового излучения Земли в настоящее время выполняются сканирующей аппаратурой со спутников (космоварианты) и борта самолетов (аэроварианты, рис. 6.1).

Рис. 6.1. Схема сканирования системы тепловизора при инфракрасной съемке:

  • 17 — направление движения ЛА; со — угол сканирования;
  • 8 — угол видимости элементарной площадки; стрелки — направления сканирования

На основе аэрометода ИКС могут выполняться съемки от среднемасштабных до детальных (1 : 200 000 — 1 : 10 000). По температурным контрастам все объекты условно разделены на две группы: к первой относятся объекты с высокой температурой (современные проявления вулканизма и гидротермальной деятельности, пожары, некоторые индустриальные объекты); ко второй — низкоконтрастные объекты.

Основной источник энергии — Солнце, нагревающее поверхность Земли до температуры, близкой к температуре воздуха, причем температурные контрасты колеблются в основном в пределах двух десятков градусов за счет теплофизических свойств объектов, увлажненности почв, содержания органических веществ, текстуры, освещенности Солнцем, наличия растительного покрова и т. д. Обобщенным тепловым параметром, в наибольшей степени влияющим на интенсивность тепловых аномалий, является тепловая инерция пород Q:

где — теплопроводность; с — теплоемкость; о — плотность.

Величина Q минимальна для сухих почв, торфа (до 500), для рыхлых осадочных пород она изменяется в пределах 500—2000, а скальных осадочных и изверженных пород — в пределах 1000— 2500 СИ. Наибольшую тепловую инерцию (10 000 СИ) имеет вода, поэтому водонасыщенность — один из основных факторов, определяющих тепловую инерцию горных пород.

Инфракрасная съемка применяется для решения задач геологического и инженерно-геологического картирования всех масштабов, вплоть до крупномасштабных, а также геоэкологических задач, в том числе связанных с разливом нефтепродуктов. Тектонические нарушения и характер залегания пород более четко отражаются в материалах утренних и дневных ИКС, а картирование комплексов пород по их вещественному составу лучше проводить по материалам ночных ИКС. Дополнительную информацию дают также спектрозональные съемки (ИКС-СЗ) и теплоинерционные съемки (ИКС-ТИ), для последних тепловые контрасты определяются по данным разновременных (например, дневных и ночных) съемок.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >