差分偏振FTIR光谱法探测水面溢油污染汇编.pptxVIP

热红外溢油监测及改进 目 录 探测实验 探测模型 探测原理 研究背景 研究背景 传统热红外遥感通过比较水面油层和背景海水之间的温度差异来探测海面溢油 。需要大面积洁净水域与污染水域进行辐射对比，且通过红外影像无法鉴别溢油种类。 被动傅里叶变换红外(FTIR) 遥感作为一种新兴的遥感手段，相比传统热红外遥感，除能够获得目标的电磁强度特征以外，还能消除太阳耀光影响，获取与目标材质及表面状态等本身特性有关的偏振信息, 因此更加有益于目标的识别。 太阳耀光 在水质遥感中，传感器的信号中只有离水辐射能反映水体信息，但它对总信号的贡献不足10%，为了准确获取水质信息，必须有效地剥离水表反射光(即太阳耀光)等“噪声”。 差分偏振FTIR光谱测量原理 基于探测目标与背景之间的温度差异实现的。当探测目标的温度高于背景的温度时，探测器探测到的是目标的发射谱；当探测目标的温度低于背景温度时，探测器探测到的是目标的吸收谱。在室外实验，天空辐射与污染物表面存在较大的温度差，因此为水面油膜探测提供了可能。 差分偏振FTIR光谱探测模型 油膜表面温度T 对应的黑体辐亮度B为： 探测器在s（0°）和p（90°）偏振方向上探测到的能量： 两个偏振方向上的辐射光谱改变量： (Roils -Roilp )为油膜表面两个偏振方向上的反射率差值，包含了所探测目标的特征信息。(Lsky-B)中虽然不含目标的特征信息，但是辐射改变量正比于(Lsky-B)，因此增大(Lsky-B)的差值，可以提高目标特征信息的探测对比度。 探测实验 实验仪器（红外光谱仪OPAG33） 实验样品（SF96油膜） 实验测量 实验结果分析 测量结果和模拟结果在800 cm-1、1016cm-1、1096cm-1处SF96的特征峰均很明显，1260 cm-1处特征比较弱。由此可见，相比传统的热红外遥感探测水面溢油污染，该方法不需要大面积的洁净水域与被污染水域进行辐射对比，即可对油污染水面进行直接探测，并且通过分析差分偏振FTIR光谱中的光谱特征可以鉴别油污染物的种类。 小结 该方法可以对油污染水面进行直接探测， 并且通过分析差分偏振FTIR 光谱中的光谱特征可以鉴别油污染物的种类，弥补了传统热红外遥感探测水面溢油的局限性。通过比较发现，水面SF96油膜的差分偏振FTIR光谱探测的实验测量结果与理论模拟结果有较好的相关性（0.8993）。然而，这里提出的理论模拟只是在理想条件下对室外水面油膜差分偏振FTIR光谱探测的近似计算。