水的热辐射偏振影响因素及其交互作用定量分析

【摘要】水是典型的非朗伯体，其表面的热辐射不仅具有多角度、多波段的空间分布特征，而且具有偏振性。作为全球覆盖面积最广的地物类型，水的热辐射偏振特性研究是热辐射偏振遥感探测的前沿和热点问题，也是遥感解译的重要理论基础。以往国内外对地物热辐射偏振测量开展了很多工作，充分说明了热辐射偏振遥感在对地观测研究中的重要理论意义和应用前景。对于典型地物热辐射偏振特性影响因素的分析，热辐射偏振波谱建模的研究以及高效可靠的偏振波谱探测系统的搭建仍是该领域研究的重点。在水的热辐射偏振探测方面，国外学者开展了多年的探索性研究，在本领域取得了一些成绩，但仍需开展更为细致的定量研究工作；而国内在此领域的相关研究工作较少，尚处于初级阶段。在水的热辐射偏振特性的影响因素以及因素之间的交互作用定量研究方面，国内外尚无公开发表的文献报道。因此有必要开展对水的热辐射偏振信息的探索和研究，为热红外遥感技术的发展提供更多的理论与技术上的支持。本文从偏振光的产生、菲涅尔公式和基尔霍夫定律等方面研究了热辐射偏振现象产生的机理，应用BPDF测量平台（NENULGS）、热红外辐射计、热红外偏振片、标准水银温度计等仪器，分别测量了纯净水、盐水和碱水在不同探测角、方位角、波段、温度以及不同理化条件的热辐射偏振特性，对比分析了三种水在相同测量条件下的热辐射偏振特性的共性和差异性。共性表现在：偏振亮度温度随探测角的增大而降低；偏振亮度温度随方位角的变化呈抛物线分布，抛物线的峰值位于方位角180°附近；偏振亮度温度随温度的升高而升高；偏振亮度温度随浓度的升高而降低；组合波段数据能较单一波段获得更多的反映角度变化对其偏振亮度温度影响的规律。差异性表现在：偏振亮度温度不同；对探测角和方位角变化的敏感程度不同：不同物理形态纯净水的偏振波谱曲线形态不同；盐水和碱水的偏振波谱随浓度的变化曲线形态不同。在对波谱分析的基础上，分别运用相关分析法和回归分析法分析了三种水的热辐射偏振信息与各探测条件之间的定性和定量关系以及各探测条件下波段间数据的相关性，并运用最小二乘法和逐步回归分析法建立了定量反演水的温度、盐水和碱水浓度的一元、二元以及多元统计回归模型。此外，针对不同的水设计了正交试验，定性分析了这些因素及其交互作用对水的热辐射偏振特性影响的主次关系，定量研究了这些因素及其交互作用对水的热辐射偏振特性影响的显著性。通过比较发现，在相同测量条件下，三种水的热辐射偏振特性的影响因素及其交互作用也存在共性和差异性。共性表现在：同一种水，不同偏振条件下的热辐射偏振特性的主要影响因素或交互作用基本相同，定量分析结果基本一致；水的偏振辐射亮度对波段非常敏感，偏振亮度温度对温度非常敏感；盐水和碱水的热辐射偏振影响因素及其交互作用的定量分析结果相同；方位角对水的热辐射偏振特性的影响程度较低，并未产生显著影响。差异性表现在：不同因素及其交互作用对三种水的热辐射偏振特性的影响程度不同；因素间的交互作用对纯净水的热辐射偏振特性的影响极其显著，而对盐水和碱水的影响均不显著；对纯净水热辐射偏振特性影响显著的因素较多，而对盐水和碱水影响显著的因素较少；在纯净水研究中，选取不同评价指标，其定量分析结果存在共性，而在盐水和碱水研究中，不同指标所得结果不同；浓度对盐水和碱水的热辐射偏振特性所起的作用有所不同。总之，盐水和碱水的热辐射偏振影响因素及其交互作用定量分析结果相同，与纯净水的研究结果差异性明显。在遥感应用时，可利用不同因素间的水平组合将纯净水与盐水、碱水区分开来。既然三种水的热辐射偏振特性以及影响其热辐射偏振特性的因素及其交互作用存在共性和差异性。在实际遥感应用中，应充分利用这些共性特征和差异性规律，为热辐射偏振遥感的水体识别和分类提供依据。将热红外波段的多角度信息、多波段信息和偏振信息结合起来，探索更多的有利于水体遥感识别分类以及水质参数反演的方法，能为水体遥感探测提供新的技术手段。基于本文获取的数据资料，能为水体热辐射偏振波谱特性的模型研究以及热辐射偏振遥感应用提供参考，具有重要的理论意义和实用价值。
【作者】张霞；
【导师】赵云升；
【作者基本信息】东北师范大学，地图学与地理信息系统，2014，博士
【关键词】水；热辐射偏振；影响因素；交互作用；定量分析；

【参考文献】
[1]邓力婕.现代艺术纳入高中美术鉴赏课程的意义及其思考[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[2]王美华,范科峰,岳斌,刘云.数字媒体内容版权管理技术标准研究[J].广播与电视技术.2007(06)
[3]刘旭超.西南地区普通高校高水平男子足球队管理现状与对策的研究[D].西南大学,体育教育训练学,2014,硕士.
[4]黄鹏程.企业环境信息披露制约因素和内在动力研究[D].厦门大学,西方经济学,2014,硕士.
[5]梅丽芸.食品中氟喹诺酮类抗生素酶联免疫吸附分析法及苯乙醇胺A免疫亲和色谱法的研究[D].苏州大学,分析化学,2014,硕士.
[6]李英.瞿式耜诗歌校注[D].广西大学,汉语言文字学,2003,硕士.
[7]吴明绘.关于炎症因子IL-6和血管紧张素II调节内皮酯酶表达的信号传导通路的研究[D].山东大学,心内科,2013,硕士.
[8]高占远,薛素铎,李雄彦,何永发.劲性支撑穹顶结构设计施工一体化分析[J].工业建筑,2015,01:1.
[9]余越美.双调控携带IL24基因的溶瘤腺病毒靶向结肠癌的抗癌研究[D].浙江理工大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[10]商耿.悬索桥锚固区蠕动仿真与安全性评估研究[D].重庆交通大学,桥梁与隧道工程,2012,硕士.
[11]李国涛.输出随机分布控制系统的鲁棒跟踪控制算法研究[D].北京化工大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[12]马峻,任建平.知识发现在CRM中的应用[J].计算机应用,2003,04:46-49.
[13]刘敬成.基于非嵌段双亲大分子改性碳纳米管功能涂层的研究[D].江南大学,2013.
[14]禹文茜.黑根霉胞外多糖的分离纯化及其抗肿瘤活性研究[D].山东大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[15]李玉.甘肃省人口红利对经济增长的影响研究[D].兰州大学,政治经济学,2013,硕士.
[16]朱春妹.互联网药品信息监管研究[D].山东大学,制药工程（专业学位）,2012,硕士.
[17]朱东华,袁军鹏.基于数据挖掘的科技监测方法研究[J].管理工程学报,2004,04:135-139.
[18]国九英,周兴元,杨慧珠.三维f-x,y域随机噪音衰减[J].石油地球物理勘探,1995,02:207-215+291.
[19]靳雪.锂离子电池富锂正极材料xLi_2MnO_3·(1-x)LiMO_2的制备及性能研究[D].上海电力学院,应用化学,2014,硕士.
[20]王旭.中核集团二七二厂知识型员工激励机制研究[D].湖南大学,工商管理,2013,硕士.
[21]孙文博.“南陆北李”山水画艺术风格之比较研究[D].重庆大学,美术学,2014,硕士.
[22]刘文婷.扬州市城区道路两侧土壤和灰尘中重金属污染研究[D].扬州大学,环境科学,2011,硕士.
[23]向晓静.适用于MOCVD设备的模糊温控器的研究与设计[D].武汉理工大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[24]黄伟东,祝小冬,王小玉,蔡璐,李玮.混合动力车用超高功率氢镍电容电池研制[J].电池工业,2014,01:7-11.
[25]刘洋.曾子哲学思想研究[D].山东师范大学,中国哲学,2013,硕士.
[26]杨昌荣,柳哲.平抑贸易顺差出路在加工贸易[J].中国外资.2006(11)
[27]汪晓峰,任红旭,孙国钧.四裂红景天与长鳞红景天叶片中抗氧化系统随海拔梯度的变化[J].植物生态学报,2005,02:331-337.
[28]王丽娟.多重耐药鲍曼不动杆菌关键耐药基因的研究[D].蚌埠医学院,内科学,2013,硕士.
[29]徐文哲.基于协同发展的物流金融盈利模式研究[D].北京交通大学,管理科学与工程,2014,博士.
[30]顾敦清.矿山应急救援行动方案自动生成系统[D].西安科技大学,电路与系统,2013,硕士.
[31]吴英.村级财务管理改进研究[D].中南林业科技大学,农村与区域发展,2013,硕士.
[32]熊艳.论合同法上的附随义务[D].广西大学,民商法学,2004,硕士.
[33]蒋勤芹.我国刑事被害人权利保障制度的完善[D].安徽大学,法律,2013,硕士.
[34]杨定海.岳麓山风景名胜区景观分析评价研究[D].中南林学院,园林植物与观赏园艺,2004,硕士.
[35]李文锋.基于集中管控协同管理系统的设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[36]吴晓晨,张艳,吴从宇,吴海霞.磁性Fe_3O_4/CRGO复合物的制备及其酶的固定化(英文)[J].TransactionsofNonferrousMetalsSocietyofChina,2012,S1:162-168.
[37]薛媛.基于CAN总线的图像压缩系统FPGA的设计与实现[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[38]夏雄.小型可移动式树枝粉碎机关键部件的研究[D].华中农业大学,农业机械化工程,2014,硕士.
[39]张凯.新安中医文献数据仓库与临床应用管理平台的设计与实现[D].合肥工业大学,信息管理与信息系统,2013,硕士.
[40]庞远智.浅谈CNG气站管理[J].城市公共交通.2002(03)
[41]胡蓉.面向CRM的商务智能技术研究[D].浙江大学,2002.
[42]张晋民.我国小麦碾皮制粉技术研究与应用概况[J].面粉通讯.2003(01)
[43]迟令福.ADAM33基因位点多态性与慢性阻塞性肺疾病的相关性研究[D].山西医科大学,内科学,2013,硕士.
[44]冯丹.城镇化进程中的金融支持研究[D].山东财经大学,金融学,2014,硕士.
[45]董武涛聂松林.直直线电机驱动柱塞泵的运动规划研究[J].中国机械工程,2014,08:.
[46]赵文敏.斯皮瓦克新比较文学思想[D].西北大学,比较文学与世界文学,2014,硕士.
[47]吴林林.城市综合管线管理信息系统的设计与实现[D].长安大学,测绘工程（专业学位）,2014,硕士.
[48]朱淮冰.稳定快速的布料动画[D].浙江大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[49]陈彬.中学英语教学中的文化教学[D].福建师范大学,教育,2003,硕士.
[50]宫力,门洪华,孙东方.中国外交决策机制变迁研究(1949～2009年)[J].世界经济与政治,2009,11:44-54+4.