距离对不同强度热源红外测温影响及补偿

距离是影响热红外测温精度的主要因素。为研究不同距离下不同热源强度的热红外测温精度,设计野外实验,布设460 K和505K两个热源温度,分别在20 m的距离以间隔为1 m的测温距离采集温度数据,通过函数拟合,分析不同距离下测温值与真实值之间的变化关系。结论如下:1)随着距离的增加,红外测温值呈现先急剧下降,之后逐渐平缓至某一稳定状态的趋势,且当热源温度越高,达到这一稳定状态的距离就越长。2)通过比较多项式和指数拟合函数的相关系数,提出了基于指数函数的温度-距离拟合关系,相关系数最大为0.999。3)依据温度变化速率提出温度-距离的分段数学模型对测温数据进行误差补偿,经过补偿后红外测温值与真实值最大相对误差仅为0.59%。     

一种改进Sobel算子的热红外影像边缘检测方法

热红外影像特殊的成像机理和特点,使影像中存在大量的噪声导致边缘信息模糊难提取。基于传统Sobel算子提出了一种新的边缘检测方法。首先利用数学形态学中的不同尺度、不同结构元素对具有随机噪声的热红外影像进行形态学去噪,再用Otsu算法对去滤波后的影像进行全局阈值分割,最后利用Sobel算子对其进行边缘提取。基于MATLAB仿真实验,结果表明:与传统的Sobel算子相比,该方法不仅有较强的抗噪性,而且检测出的边缘外部轮廓与内部细节特征表达较好,边缘具有连续一致性,是一种简单、快速的边缘检测新方法。     

多光谱遥感影像煤火监测新方法

煤火在世界各地均有不同程度的发生,严重威胁生态环境,煤火燃烧释放大量的有毒有害气体,造成大气污染,同时煤火燃烧形成地下空洞,导致地表塌陷,直接威胁着矿区人员的生命安全。遥感技术的迅猛发展使大尺度反演与监测煤火温度变为可能。单窗算法是一个简单可行且精度较高的煤火温度反演方法,该方法需要两个大气参数进行温度反演,即大气水分含量和地表比辐射率。由于该算法需要卫星影像获取瞬间时的大气水分含量,而卫星过境瞬间的大气水分含量受多种因素影响难以获得;单窗算法对不同类型的地物均采用统一的地表比辐射率,这会导致反演温度不精确,误差较大。针对上述存在的问题,采用基于地面湿度参量建立起的大气可降水量与地面水汽压间的经验关系,计算大气水分含量,同时,采用NDVI阈值法计算不同地物类型的地表比辐射率,对单窗算法中的两个参数进行精确估计,从而改进提高该算法的精度及可操作性。将改进的算法应用于内蒙古乌达矿区,反演从1988年到2015年间研究区的煤火温度,提取每年研究区的温度异常区域,对比分析煤火区域分布、面积变化情况。本文提出的改进算法能够快速、高效的反演煤火温度,对掌握煤火异常区域变化情况提供技术支持,具有可操作性及现实意义。     

距离和湿度对煤矸石山表面温度探测的影响研究

利用红外热像仪对煤矸石山表面温度进行探测,通过分析实验数据,研究观测距离、环境湿度等因素对热红外温度监测的影响。实验结果表明:观测距离和环境湿度与温度具有极显著的负相关性,并拟合出距离-温度曲线和湿度-温度曲线,提取出误差比例因子,利用误差比例因子拟合公式对观测数据进行校正,以提高观测精度,误差控制在10 K左右,可满足实际温度监测的需求。     

一种新的红外热像仪图像边缘检测方法

针对红外热像仪采集的红外影像边缘信息模糊、影像存在噪声、边缘信息难提取的特点,提出了一种基于数学形态学对LOG算子改进和Roberts算子数据相结合的边缘检测新方法。该方法首先引进形态学中的开闭运算对具有随机噪声的红外影像进行滤波,接着运用拉普拉斯算法边缘检测,然后再采用Roberts算子提取边缘信息,建立相应的融合规则及阈值条件,将两种方法检测出的影像边缘信息融合,得到最终的融合影像。最后,对增加椒盐噪声的影像用MATLAB进行仿真实验,结果表明,该方法结合了两种检测算子的优点,定位精度高,有很强的抗噪性,获得了比较理想的检测效果。