一种热辐射方向性的观测方法及系统

本发明涉及无人机观测领域，尤其涉及一种通过无人机观测热辐射方向性的观测方法及系统。

背景技术：

1、目前，虽然地表温度反演已经取得显著成果，但地表温度反演仍然面临许多困难，一个主要阻碍就是非同温组分和发射率导致的角度效益，称之为热辐射方向性。这个问题广泛存在于植被、裸地和城市建设用地等地表类型之中。

2、在先前的研究中，大多都是通过在特定试验场采用机载热像仪的航空实验与装载红外热像仪的塔吊平台的地面实验观测获得地表温度，其观测手段成本高、角度配置灵活性低、无法进行大范围不同地物类别的观测。而无人机观测的机载平台试验具有：观测范围大，空间代表性强；避免地面试验人与设备的干扰；角度配置灵活；成本低等优势。

3、因此，有必要开发一种将无人机技术应用在热辐射方向性观测中，获得热辐射方向性的地表温度观测方法，实现对地表温度角度效应的归一化，得到不含角度效应的地表温度是十分必要的。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种经济的、灵活的热辐射方向性的观测方式，用于解决现有技术中角度配置灵活性低、观测成本高和无法进行大范围不同地物类别的温度观测的问题，实现对地表温度角度效应的归一化，得到不含角度效应的地表温度。

2、在下文中将给出关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图确定本公开的关键或重要部分，也不是意图限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

3、为了达到上述目的，本发明提供了：

4、一种热辐射方向性的观测方法，包括以下步骤：

5、s1，提供搭载着热像仪的无人机；

6、s2，确定地面上的一中心点，获取中心点坐标，在中心点铺设灰阶靶标布；

7、s3，使无人机环绕地面中心点进行多次不同飞行俯仰角的飞行，在多个航拍点利用热像仪进行拍照获得多个红外遥感影像，同时获取灰阶靶标布的实时温度数据；

8、s4，提取多个航拍点获得的多个热红外遥感影像中的温度，通过中心点坐标和实时温度数据对提取的温度和航拍点坐标进行校正；

9、s5，利用校正后的温度和航拍点坐标，通过插值生成包括该中心点的样区的热辐射方向性雷达图。

10、及一种热辐射方向性观测系统，包括：

11、搭载着热像仪的无人机；

12、在地面上的中心点铺设的灰阶靶标布；

13、控制单元，使无人机环绕地面中心点进行多次不同飞行俯仰角的飞行，在多个航拍点利用热像仪进行拍照获得多个红外遥感影像，同时获取灰阶靶标布的实时温度数据；

14、校正单元，提取多个航拍点获得的多个热红外遥感影像中的温度，通过中心点坐标和实时温度数据对提取的温度和航拍点坐标进行校正；

15、生成单元，利用校正后的温度和航拍点坐标，通过插值生成包括该中心点的样区的热辐射方向性雷达图。

16、与现有技术相比，本发明的优点在于：使用无人机进行多角度热红外遥感影像的采集，获取航线中心点的热辐射方向性观测数据，避免了使用有人机与地面布设的方式，降低了热辐射方向性的观测成本；省去了地面布设和有人机航空观测的复杂的准备方案，简化了热辐射方向性的观测技术流程；提高角度配置和实验样区的灵活性，为更复杂的地表实现热辐射方向性观测提供可能。

技术特征：

1.一种热辐射方向性的观测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的热辐射方向性观测方法，其特征在于，所述灰阶靶标布包括：反射率大于50％的第一灰阶靶标布和反射率小于50％的第二灰阶靶标布。

3.根据权利要求1所述的热辐射方向性观测方法，其特征在于，还包括提供无人机的手簿装置，所述手簿装置与无人机和热像仪相连；

4.根据权利要求3所述的热辐射方向性观测方法，其特征在于，所述无人机围绕中心点做圆周运动，等时拍照间隔根据飞行半径、飞行速度计算得出。

5.根据权利要求1所述的热辐射方向性观测方法，其特征在于，所述中心点坐标根据rtk测量获得。

6.根据权利要求2所述的热辐射方向性观测方法，其特征在于，第一灰阶靶标布的反射率为60％，第二灰阶靶标布的反射率为5％，在无人机飞行过程中利用点温计测量第一灰阶靶标布和第二灰阶靶标布的实时温度数据。

7.根据权利要求1所述的热辐射方向性观测方法，其特征在于，在设置飞行俯仰角时，每个飞行俯仰角差值相等，每设置一次飞行俯仰角，则无人机按此角度执行一次环绕飞行。

8.根据权利要求3所述的消除热辐射方向性观测方法，其特征在于，在无人机飞行过程中测量得到第一灰阶靶标布的实时温度数据a0和第二灰阶靶标布的实时温度数据b0，并采用式1计算出校正后温度：

9.根据权利要求1所述的消除热辐射方向性观测方法，其特征在于，步骤s4中通过中心点坐标对航拍点坐标进行校正包括：

10.一种热辐射方向性观测系统，其特征在于，包括：

技术总结本发明公开了一种热辐射方向性的观测方法及系统，该方法包括：S1，提供搭载着热像仪的无人机；S2，确定地面上的一中心点，获取中心点坐标，在中心点铺设灰阶靶标布；S3，使无人机环绕地面中心点进行多次不同飞行俯仰角的飞行，在多个航拍点利用热像仪进行拍照获得多个红外遥感影像，同时获取灰阶靶标布的实时温度数据；S4，提取多个航拍点获得的多个热红外遥感影像中的温度，通过中心点坐标和实时温度数据对提取的温度和航拍点坐标进行校正；S5，利用校正后的温度和航拍点坐标，通过插值生成包括该中心点的样区的热辐射方向性雷达图。技术研发人员：于文凭,黄雅君,胡清扬,朱申超,邓翔益,周伟受保护的技术使用者：西南大学技术研发日：技术公布日：2024/10/17