Inner Mongolia Provincial Standard of the People's Republic of China
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DB15/T 2438-2021
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Contenido de detección de teledetección de polarización de objetos superficie-tierra 3.1 Principios básicos La polarización, como nuevo método de observación de teledetección y complemento de la teledetección convencional, tiene las importantes características físicas de "mejora de la luz débil" y "debilitamiento de la luz fuerte". Amplía enormemente el área de detección tanto en los extremos oscuros como brillantes de la detección remota. Esta capacidad se puede resumir en cinco características de la teledetección de polarización de objetos superficie-tierra: características físicas de reflexión de múltiples ángulos, características químicas multiespectrales, características de estructura de rugosidad y densidad, características de filtrado de alta relación de contraste de fondo de información y transmisión de radiación de energía de dispersión múltiple. características. Para detectar científicamente estas características de teledetección de polarización de los objetos de superficie y terrestres, es necesario comprender los tres principios siguientes: Principio de viabilidad científica: el propósito de la detección debe ser claro, el principio de detección debe ser correcto, los objetos de detección y los métodos de detección debe seleccionarse adecuadamente y toda la idea de diseño debe cumplir con los principios científicos básicos de la disciplina. Principio de variable única: entre los diversos factores que controlan la información de polarización, mantenga otros factores sin cambios, cambie solo uno de ellos y observe su impacto en la información de polarización obtenida. El principio de repetición paralela: repita el experimento de detección varias veces en las mismas condiciones para obtener una conclusión general, no se limite a realizar algunas pruebas para sacar una conclusión fácilmente. 3.2 Principio básico Suponiendo que la radiación incidente es una cantidad unitaria de radiación, la radiación se dispersará varias veces en la superficie, dentro de la superficie y entre las dos, y la radiación saliente final obtenida por el sensor es la suma de estas tres. . En términos generales, la radiación que incide sobre la superficie terrestre se dispersa directamente hacia la atmósfera, se absorbe o penetra en el interior de la superficie terrestre. La radiación que ingresa al interior de la superficie terrestre tendrá interacciones bioquímicas con materiales del interior de la superficie terrestre, como el agua, y también será parcialmente dispersada y parcialmente absorbida. Sin embargo, a diferencia de la dispersión superficial, esta parte de la dispersión está relacionada con el contenido material dentro de la superficie. Su efecto de modulación sobre la radiación se refleja en la reflectividad. Esta parte de la radiación no está polarizada. En la Figura 1 se muestra un diagrama esquemático de la interacción entre la radiación y los objetos superficie-superficie. Figura 1 Diagrama esquemático de la interacción entre la radiación y los objetos superficie-superficie. Suponga que el albedo de dispersión de los objetos superficie-superficie es , la probabilidad de que la superficie se refleje directamente es , la probabilidad de dispersión hacia arriba en el interior la superficie es y la probabilidad de dispersión hacia abajo es La probabilidad es . Según el principio de Fresnel, sabemos que la radiación reflejada directamente en la superficie terrestre está parcialmente polarizada, es decir, se puede descomponer aún más en: Entre ellos, representa la parte linealmente polarizada, y representa la parte no polarizada. Después de entrar en la superficie de la Tierra e interactuar con ella, la probabilidad total de que la radiación se disperse hacia arriba es: Entonces, la probabilidad de que la radiación sea absorbida y la probabilidad de que se transmita hacia abajo es La energía total después de la interacción parcial se puede expresar simplemente como : Entonces el grado de polarización detectado por el sensor es: En general, puede considerarse una constante, es decir, una cantidad independiente de la longitud de onda. Cuando la reflectividad de la superficie es baja, es decir, muestra un valor pequeño. Desde un efecto visual, el objetivo aparecerá muy oscuro y el grado de polarización muestra un valor grande, lo que logra un proceso de "mejora de luz baja". por el contrario, cuando la reflectividad de la superficie es grande, es decir, aparece como un valor grande. Desde un efecto visual, el objetivo aparecerá muy brillante y el grado de polarización aparecerá como un valor pequeño, logrando así "fuerte "Proceso de "debilitamiento de la luz". Si se mide que la reflectancia de la superficie del suelo es R, la reflectancia de polarización correspondiente R_p se puede expresar como: R_p=R?p. Con base en los principios anteriores, se pueden realizar análisis de correlación, análisis de ángulos, análisis de bandas y análisis de componentes de Stokes de diferentes escalas de las características de polarización de los objetos de superficie y terrestres para obtener las características físicas de reflexión de múltiples ángulos y las características químicas multiespectrales de los objetos. objetos de superficie y tierra., características de estructura de rugosidad y densidad, características de filtrado de alta relación de contraste de fondo de información y características de transmisión de radiación de energía de dispersión múltiple, la relación analítica de la detección de detección remota de polarización de objetos de superficie-tierra se muestra en la Figura 2. Figura 2 Al realizar la detección remota de polarización de objetos superficie-superficie, son indispensables los ajustes de la geometría de detección de múltiples ángulos, el sistema de fuente de luz, el sistema del fotómetro de reflectancia dicroica, el ajuste de la banda del instrumento y la selección del sistema de control. 3.2.1 Geometría de detección de múltiples ángulos Para la detección de múltiples ángulos, es necesario establecer un sistema de coordenadas. Las regulaciones son las siguientes: el ángulo cenital de detección es 0° para la detección vertical hacia abajo, la dirección hacia adelante de la luz es positiva y la dirección hacia atrás es negativa; el ángulo azimutal de detección es 0° para la dirección de la fuente de luz, girando en el sentido de las agujas del reloj. . Como se muestra en la Figura 3. θi: Ángulo cenital de incidencia; θr: Ángulo cenital de detección; φr: Ángulo acimutal de detección Figura 3 Diagrama de geometría de medición Figura 4 Diagrama de detección oblicua Durante la detección vertical y la observación oblicua, el área del campo de visión de detección Puede haber cambios, como se muestra en la Figura 4, α es el ángulo de campo de visión completo del detector/2, β es el ángulo cenital de detección, y es la detección vertical, es decir, el radio del campo de visión cuando el cenit de detección El ángulo es 0°, en este momento el campo de visión es Redondo. Cuando se observa de manera oblicua, es decir, cuando se detectan cambios en el ángulo cenital, el campo de visión cambia a una elipse y y se alarga correspondientemente a z. Del diagrama esquemático se puede obtener: y = ; z = h [tan(? + ?)-tan(?)]   3.2.2 Sistema de fuente de luz En el sistema de fuente de luz, se utiliza una fuente de luz estable, como una lámpara de tungsteno de bromo, como fuente de luz de iluminación y una imagen óptica. Se agrega un sistema para hacer que la luz obtenga un punto uniforme en el objeto objetivo iluminado, y el punto es más grande que el tamaño del objeto que se está midiendo. Si mide al aire libre, elija la luz solar como fuente de luz y realice la medición en un día despejado y sin nubes. Al medir en el laboratorio, para cambiar el ángulo de incidencia de la fuente de luz, se instala un soporte de fuente de luz. Se establece un acimut de incidencia en un cierto ángulo en el soporte de la fuente de luz. El rango, calculado a partir del ángulo cenital, debe poder variar de 0o a 60°, por lo que la fuente de luz se monta en el soporte y el ángulo de incidencia de la fuente de luz se puede ajustar según las necesidades de medición. Al mismo tiempo, se instala una placa polarizadora giratoria en la entrada de la fuente de luz. Después de que la luz pasa a través de la placa polarizadora, forma luz polarizada de diferentes estados de polarización y finalmente brilla sobre la superficie objetivo: los objetos terrestres. Al realizar mediciones al aire libre, las mediciones deben realizarse a intervalos regulares para garantizar que el ángulo cenital del sol cambie en diferentes momentos. 3.2.3 Sistema de fotómetro de reflectancia dicroica El marco de detección del fotómetro debe ser giratorio, con un ángulo de azimut de 0o a 360°, y los datos se pueden recolectar en ciertos ángulos de azimut, de modo que se puedan recolectar una vez en dirección horizontal. Se midieron datos de múltiples ángulos. Los datos medidos en este momento son el espectro de reflexión dicroica de múltiples ángulos de la superficie - objetos terrestres; cuando esté equipado con un polarizador, alinéelo con 0° del polarizador, que es la dirección del eje de transmisión de luz, y los datos medidos se define como superficie - tierra Los datos de polarización de 0° del objeto, alinéelo a 90°, que es la dirección del eje de extinción. Los datos medidos se definen como los datos de polarización de 90° del objeto superficie-superficie. 3.2.4 Sistema de control y configuración de la banda del instrumento Las características de polarización y reflexión de los objetos de la superficie y del suelo cambiarán con la longitud de onda. Si está familiarizado con las características de los objetos de la superficie y del suelo, solo puede configurar unas pocas bandas características fijas (es decir, multiespectrales) Si no está familiarizado con las características de la superficie y los objetos terrestres, utilice sensores hiperespectrales. Para recolectar datos rápidamente y reducir la intervención humana, se puede adoptar un sistema de control automático, es decir, el marco de detección puede rotar automáticamente y recolectar datos bajo control de computadora en el escenario, de esta manera, la computadora puede medir, recolectar directamente y automáticamente. y almacenar datos espectrales y mostrar. 3.3 Pasos de detección La detección remota de polarización de objetos superficie-superficie generalmente sigue los siguientes pasos: Figura 5 Pasos de detección
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2021DB15/T 2438-2021 Norma técnica para la prevención y control integral de la pudrición de la raíz de la zanahoria.