【摘 要】
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高温目标是指温度显著高于常温（500K以上）的各类地物,包括自燃煤层、油井火炬、熔融岩浆、林火等,高温目标识别及温度反演方法研究对遥感资源调查、环境监测、灾害预警等具有重要的理论意义和实用价值。已有研究表明,短波红外遥感数据对高温目标具有良好的识别与温度反演效果,但地表高温目标物受地形地貌、表面结构状态等多种因素影响,导致遥感器所接收的光谱辐射亮度并非高温目标法向光谱辐射亮度等系列问题,从而制约了
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高温目标是指温度显著高于常温（500K以上）的各类地物,包括自燃煤层、油井火炬、熔融岩浆、林火等,高温目标识别及温度反演方法研究对遥感资源调查、环境监测、灾害预警等具有重要的理论意义和实用价值。已有研究表明,短波红外遥感数据对高温目标具有良好的识别与温度反演效果,但地表高温目标物受地形地貌、表面结构状态等多种因素影响,导致遥感器所接收的光谱辐射亮度并非高温目标法向光谱辐射亮度等系列问题,从而制约了温度反演精度。本研究旨在通过研究高温目标光谱辐射亮度方向效应与目标物材质、表面粗糙度以及波长等多种影响因素的相关关系,发现不同材质高温目标光谱辐射亮度方向效应与表面粗糙度和波长的相关规律,以提高温度反演精度。本文选择石墨板与304不锈钢板作为不同材质的高温目标代表,分别制备5个级别表面粗糙度的实验样本,在暗室、室温条件下进行高温目标（500℃）发射光谱多角度（观测天顶角0°-70°）观测实验。以法向光谱辐射亮度为参比,采用方差分析方法对比分析不同材质、不同表面粗糙度、不同角度的高温目标光谱辐射亮度,并采用最小二乘法建立高温目标光谱辐射亮度比-观测天顶角关联模型。实验观测及数据结果显示:不同材质相同表面粗糙度的高温目标在同一观测天顶角下的光谱辐射亮度比的方差分析结果显著大于F检验阈值;同一材质不同表面粗糙度的高温目标在同一观测天顶角下的光谱辐射亮度比的方差分析结果显著大于F检验阈值;同一高温目标在不同波段、同一观测角度下的光谱辐射亮度比的方差分析结果显著大于F检验阈值;使用(6exp(（7）+(8exp(（9）形式指数函数可实现高温目标（石墨板与304不锈钢板）的光谱辐射亮度比随观测天顶角变化的高精度拟合,拟合曲线的确定系数分别大于0.9和0.85。实验结果表明:同种条件下,304不锈钢板的光谱辐射亮度方向效应较石墨板更为显著（随观测天顶角的增加,光谱辐射亮度比具有更显著的下降趋势）;同种条件下,不同表面粗糙度高温目标的光谱辐射亮度方向效应存在显著差异,随着表面粗糙度增加,其光谱辐射亮度方向效应逐渐减弱;同一高温目标不同波段的光谱辐射亮度方向效应也存在一定差异,随着波长的增加,其光谱辐射亮度方向效应逐渐减弱;在短波红外波段,不同表面粗糙度的石墨板与304不锈钢板的光谱辐射亮度比与观测天顶角均呈指数关联模型。因此进行温度反演时必须考虑目标物材质、表面粗糙度及波长等因素的影响。
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