以大亚湾核电站附近海域为研究区, 基于HJ-1B卫星热红外遥感数据IRS4, 对核电站温排水空间分布特征进行了识别与验证。 首先利用时空插值后的NCEP大气廓线数据, 结合近地面气象观测信息对IRS4数据进行大气订正; 其次查找表数据建立IRS4宽通道辐亮度与辐射温度转换公式, 完成研究区海表温度反演。 利用温盐深测量仪, 与卫星同步采集了84个离散点的水温, 经空间插值获得地面调查海水“体温度”(bulk temperature, BT)的分布, 并与海表温度(sea surface temperature, SST)反演结果进行了对比。 结果表明, 调查区平均BT比平均SST高0.47 ℃。 在远离热排放口区域, SST高于BT, 两者差异在1.0 ℃以内; 在靠近热排放口区域, SST低于BT, 并且越接近排放口两者之间差距越大。 遥感与地面调查两种手段获得的温升分布基本一致, 总温升区域面积相近。 遥感手段获得的温升等级较少(小于4级), 地面调查获得温升等级较多(大于5级); 后者高温升等级(2级以上)区域面积较大, 但对于1级温升区面积而言, 两种手段差异较小。 上午10时左右海表BT与SST差异较小, “肤-体”温差效应可以忽略, 在IRS4业务化SST应用中, 这一时段的卫星遥感可以作为核电站温排水分布监测的常规手段。

利用热红外遥感技术探测海面溢油存在能够全天时探测、 更好地探测海表及油膜辐射特征和对油膜厚度的识别潜力较大等优势。 而热红外发射率是物体在指定温度时的辐射能与同温度黑体辐射能的比值, 在常温范围内, 物体的发射率光谱与温度无关, 仅与材质属性及波长相关。 基于这一假设, 以山东省东营市胜利油田孤岛采油厂获取的原油样品与渤海湾海水为材料, 利用102F傅里叶变换热红外光谱辐射仪设计海面油膜发射率光谱实验, 系统的测量分析了海面油膜随厚度连续变化过程中海面油膜发射率的变化特征与产生机理。 结果表明, 海表油膜的热红外发射率在甚薄阶段(20~120 μm)变化较大, 利用热红外发射率光谱能够较好的探测海表甚薄油膜; 在8~10 μm和在13.2~14 μm波段范围内, 海水与厚度为20 μm的甚薄油膜存在较为稳定的发射率差异, 利用该光谱范围内的油膜发射率可以用来探测20 μm的甚薄油膜; 在11.7~14 μm波段范围内, 油膜发射率与其厚度相关性小, 油膜的发射率明显低于本底海水的发射率, 利用该光谱范围内的油膜发射率可以用来探测较薄油膜的有无; 在11.72, 12.2, 12.55, 13.48和13.8 μm这几个波长附近, 油膜发射率随着油膜厚度的增加呈现出递增或递减, 且变化幅度较大, 利用这几个波长附近谱段的发射率可以用来探测较薄油膜的发射率光谱响应。

尺度效应是遥感领域的一个非常重要的科学问题。 定量遥感尺度转换研究可用于解决如定量遥感反演产品真实性检验等诸多颇具挑战性的问题。 传统升尺度转换研究方法无法得到连续空间尺度上反演量的变化特性; 且面临不同传感器间几何、 光谱等特性参数校正问题的干扰, 尺度转换研究精度受到影响。 为此, 基于分形理论利用单一传感器影像解决这些问题。 基于Enhanced Thematic Mapper Plus （ETM+）数据, 以NDVI（利用其地表辐亮度计算模型）为研究对象, 建立了一个可参考的反演量连续空间尺度转换模型研究流程。 结果表明: (1)NDVI升尺度转换中存在尺度效应, 且此效应可由尺度转换分形模型定量描述; (2)此分形模型适用于NDVI产品的真实性检验中。 这表明分形作为一种有效的方法, 可用于定量遥感尺度转换研究中。

利用辐射换热角系数描述了非同温异质表面间的多次散射效应, 据此建立热辐射方向性模型, 并对模型的数值计算进行了讨论. 将模型应用于行结构目标, 结合孔隙率模型模拟其方向亮温(Directional Brightness Temperature, DBT)变化规律. 结果表明,模拟得到的规律与地面观测结果具有较高的一致性, 平均偏差在0.5 K以内. 同时发现, 多次散射效应增强了目标DBT, 但对DBT的变化幅度又起平滑作用; 目标组分的温差、 几何结构、 发射率均可导致DBT发生变化, 温差越大, 表面越凹, 发射率越小, DBT随观测角度变化的程度越剧烈; 模型可以解释热辐射中的"热点效应", 认为"热点"的产生主要与组分温度空间分布有关. 模型对于研究发射率方向性,城市热红外遥感反演及热红外邻近像元影响等问题可提供参考或思路.

误差问题制约着遥感数据和模型的应用. 结合HJ-1B热红外波段(IRS4)遥感数据, 基于热红外辐射传输(radiant transfer, RT)模型, 对陆表温度(land surface temperature, LST)反演误差源做精确理论分析, 并就减小误差提出建议. 首先利用MODTRAN 4修正IRS4 LST反演RT模型, 通过建立偏微分方程, 研究误差产生规律和各参量误差对模型总误差的贡献. 分析发现, LST反演误差与随地表温度和比辐射率的升高而降低, 随大气总水汽含量升高而升高; LST主要误差源为等效噪声温差、 水汽估算误差和比辐射率误差, 典型情况下将分别造成0.6, 0.6和0.5 K的LST误差. 总体而言, 利用IRS4反演LST的误差在1 K左右, 除非用地面探测手段将水汽误差和比辐射误差分别降低到5%和0.5%, 否则IRS4数据无法满足精度高于1 K的LST应用.

通过对5-磺基水杨酸进行化学修饰并引入偶联基团，同Tb3+配位后与正硅酸乙酯水解缩聚来制备以强化学键结合的光功能杂化材料。利用紫外光谱、核磁共振等来表征中间体和材料的结构。荧光数据表明：材料表现出Tb3+的特征光谱，并具有良好的发光性能。