水污染的微波辐射特性及应用研究

【摘要】：传统的水污染监测一般都是定点、定剖面对水体进行采样,通过物理和化学等方法对水样进行分析。在对大范围的水域动态监测时,就会存在费用高、工作量大、研究效率低等缺点。利用微波辐射计探测水体的辐射特性,进而对水体污染进行监测是一种新兴的水污染监测的方法,它能克服传统的水污染监测方法中的众多缺点。 微波遥感探测系统能够在各种气候下不间断的工作,随时监测大范围水域；微波对海水特别敏感,该波段比较适合探测海表的污染情况。因此利用微波遥感方法来监测水污染,能清楚地反映出部分区域甚至整个流域的污染程度和空间分布信息。另外,利用微波辐射计还可以克服雾、雨等恶劣天气对测量数据的影响,观察同一水域在不同阶段的污染情况,从而对水污染的趋势进行分析和预测,为水资源的保护和水污染的治理提供及时而准确的信息。本文主要进行了以下三方面的研究：对于石油污染,我们建立起有效的仿真模型,并得到亮温温度随石油厚度的变化模型；针对水体内的盐度变化,可以用复介电常数来反应,我们对复介电常数进行仿真获得其随盐度变化的变化曲线,为盐度的反演提供了基础数据；通过实际试验,反演了水面上的植被、塑料泡沫、纸箱三种目标的辐射温度,能够有效探测到水体上的目标。 【关键词】：微波遥感 辐射计 亮温温度 三层媒质 发射率
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X131.2;TP722.6
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-11
• 1.1 引言7-8
• 1.2 国内外研究现状8-9
• 1.3 本文主要任务9-11
• 2 毫米波辐射计系统及其探测原理11-21
• 2.1 毫米波辐射计系统11-15
• 2.1.1 全功率辐射计11-13
• 2.1.2 狄克型辐射计13-15
• 2.2 辐射测量原理15-20
• 2.2.1 功率与温度的对应关系15-17
• 2.2.2 亮温温度与视在温度17-18
• 2.2.3 天线温度与天线效率18-20
• 2.3 本章小结20-21
• 3 地物目标的散射辐射特性21-36
• 3.1 光滑表面辐射特性21-24
• 3.2 粗糙表面的散射特性24-27
• 3.2.1 散射问题公式24-25
• 3.2.2 场强幅度25-27
• 3.3 粗糙海面发射率27-35
• 3.3.1 小坡度近似发射率计算模型27-30
• 3.3.2 双尺度发射率计算模型30-35
• 3.4 本章小结35-36
• 4 水污染毫米波辐射理论分析与建模36-52
• 4.1 基于微波辐射特性的水污染分类36-37
• 4.1.1 浮游植物污染36-37
• 4.1.2 石油污染37
• 4.1.3 水体悬浮物37
• 4.1.4 水体热污染37
• 4.2 盐度探测理论37-42
• 4.3 油膜污染理论模型42-51
• 4.3.1 三层媒质模型42-43
• 4.3.2 等效传输线模型43-46
• 4.3.3 油膜亮温对比度研究46-51
• 4.4 本章小结51-52
• 5 水面植被的毫米波辐射特性实验结果与分析52-62
• 5.1 实际测量数据52-54
• 5.2 实验结果分析54-61
• 5.3 本章小结61-62
• 6 结束语62-64
• 6.1 全文总结62-63
• 6.2 展望未来63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68
• 附录168-69
• 附录269-70

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