Дистанционные методы иследований в экологии - Некос А.Н.
ISBN 966-623-349-5
Скачать (прямая ссылка):
1.4.61НФРАЧЕРВОНА ЗЙОМКА
1нфрачервона (1Ч) зйомка fрунтуeться на використант зображення, отриманного в 1Ч - област1 спектру [37]. 1Ч -зона спектру за фiзичними закономiрностями i засобами дютанцшно! iндикацi! подiляеться на двi частини:
• ближню 1Ч - зону спектру X (0,7-2,5мкм), де рееструеться довгохвильове вщбивання сонячного свiтла;
• середню i дальню зони спектру X (2,5 - 3 мкм i бшьше), де рееструеться власне теплове випромшювання Землi [10].
Першим прийшов до висновку про необхщшсть такого подшу Джон Гершель. Вш щкавився фотографiею, вперше ввiв поняття «позитив» та «негатив». Саме тд час цих занять вiн звернув увагу на нерiвномiрне висихання вологих предметов у свгт красного лiхтаря. У 1840 р. вiн поставив достд. За красним краем видимого спектра Джон Гершель поклав полоску пористого фшьтрувального паперу. Пiд впливом невидимих промешв спирт випарувався, i тодi дослщник побачив, що папiр, який шдсох, був нерiвномiрно забарвленим.
245
Чим ближче до червоного краю спектру розмщувалась дшянка паперу, тим свтолше було його забарвлення.
З цього дослщу можна було зробити такий висновок: склад
1Ч промешв неоднаковий, ось чому по^зному нагрiваються неоднаково вщдалеш вiд края спектру частини паперу. Ti, якi знаходяться ближче до видимих червоних променiв, несуть бшьшу енергiю: пофарбований спирт шд !х дiею випаровуеться швидше, смуга бше. 1Ч променi з бшьшою довжиною хвилi значно слабкiшi, мають меншу енерпю та займають мюце далеко вiд видимих променiв спектру. Тому в дальнш частинi паперу спирт випаровуеться повшьшше i смуга залишаеться бiльш темною. Промiжок мав перехвдний вiдтiнок.
Пiзнiше було встановлено, що довжина 1Ч - хвилi мае такий же розмiр, що й бактери - декшька десятичних долей сантиметра. З тих тр 1Ч - променi з рiзною енергiею та рiзною довжиною хвилi використовуються людиною повсемiсно [92].
1Ч зйомка - теплова зйомка, що забезпечуе одержання видимого зображення шляхом реестраци невидимого 1Ч-випромшювання, здiйснюеться в середньохвильовiй IЧ-областi. Ця зйомка рееструе не вiдбите випромшювання,а власне теплове випро-мiнювання шдстилаючо! поверхнi (рис. 28).
246
Рисунок 28 - Цифрова мозаТка температурних контраспв Каспшського рег1ону
Перш! фундаментальш дослщження прозоросп атмосфери для 1Ч рад!аци проводились ще напочатку ХХ стол!ття. Було встановлено, що не тшьки найдр!бшш! крапельки води, але й вуглекислий газ, молекули озону та шш1 компоненти пов!тря поглинають довгохвильове 1Ч випромшювання (рис.29). А вологи в пов!тр! немало. Двадцять тисяч куб!чних кшометр!в води - у вигляд! водяно! пари та хмар. Десятки тисяч тонн вулкашчного та метеоритного пилу вкривають небо. Чи можна в цих умовах вловити та вим!ряти тднятими в пов!тря приладами 1Ч випромшювання, що надходить вщ нагр!тих земних об’екпв?
247
Довжина хвил1. ukj
Рисунок 29 - Спектр пропускання 1Ч випром1нювання атмосферою
У 1948-1951 р.р. були проведеш дослщження. Над Москвою лiтаком 1Л-14 була пiднята в небо лгаюча лабораторiя, яка мала усвоему арсеналi прилади для реестрацi! 1Ч випромшювання, а також звичайна фотографiчна апаратура. Дослiдники враховували особливостi проходження с^зь атмосферу видимих та невидимих оку промешв спектру. Уявiмо собi, що в одному з райошв, яю намiченi для повiтряно! зйомки, виявилась низька хмаршсть. Звичайно, фотографi! в цьому випадку шчого не покажуть, а ось теплова зйомка надасть цiкаву iнформацiю.I це не дивно: розсдавання свiтла залежить вiд довжини хвилi та розмiру атмосферних частинок. Чим довжина свiтлово! хвилi бшьше, тим менше розсiювання.
14 промеш розташованi в спектрi зправа вщ видимих променiв, довжина !х хвилi бiльше, а значить, вони менше спотворюються частинками в атмосфер^ адже навiть на висотi
15 км в 1 кг пов^ря мютиться не менше 0,1 г води.
Оскшьки природнi об'екти - грунти, гiрськi породи,
акваторi! морiв i океанiв, зволоженi дiлянки сушi - мають рiзну температуру, то й штенсившсть теплового випромiнювання в них буде рiзна. За даними реестраци цих випромшювань
248
можна робити висновок про характер об'екта - його щшьшсть, волопсть i теплофiзичнi властивостi.
Iнтенсивнiсть теплових випромшювань природних об'екпв вимiрюеться скануючими радюметрами IЧ-дiапазона, якi аналогiчнi звичайним скануючим приладам видимого дiапазону. Як i оптико-механiчнi сканери, вони складаються з приймального пристрою i пристрою обробки та видачi iнформацi!.
Прийнятi на Землi сигнали IЧ-радiометрiв перетворюються в спещальних пристроях у рiзнi за штенсивнютю джерела свiтла, за допомогою яких на звичайнш чорно-бiлiй фотоплiвцi рееструеться температура земно! поверхнi.
Таким чином, шформащя IЧ-дiапазона за зовшшшм виглядом вiдповiдае звичайнiй чорно-бiлiй фотографа i на нiй рiзними вщтшками сiрого тону видiляються дiлянки земно! поверхш, що мають рiзну температуру. На таких зшмках найбшьш холодш об'екти зображуються б1льш темними тонами, а тепш -св1тлими.
На жаль, на цю шформащю накладаеться велике число перешкод, пов'язаних зi впливом атмосфери, метеоролопчних чинникiв, що визначають стан грунтов i неоднорiдностi тдстиляючо! поверхнi. Крiм того, значнi дшянки земно! поверхнi, закритi хмарами, не вщбражуються на IЧ-знiмках, тому що випромшювання И^апазону не проходить через хмарнють. Чутливiсть IЧ-апаратури при зйомщ з ШСЗ складае
