Nel monitoraggio ecologico e ambientale.La temperatura non è mai una variabile univoca.
Che si tratti della chioma della vegetazione, della superficie del suolo, del sottobosco o degli spazi verdi urbani, le differenze di temperatura tra luoghi diversi sono spesso più interessanti della “temperatura media” stessa.
Questo è il significato fondamentale dell'esistenza delle termocamere a infrarossi:
Non si tratta di misurare una temperatura, ma di vedere la distribuzione spaziale della temperatura.
I. Principi di base dell'imaging termico a infrarossi
Qualsiasi oggetto con una temperatura superiore allo zero assoluto (0 K) irradia onde elettromagnetiche verso l'esterno. Quando la temperatura di un oggetto si trova nell'intervallo comune all'ambiente naturale, la sua energia radiante si concentra nella parteBanda dell'infrarosso termico (~8-14 μm).
Le termocamere a infrarossi funzionano essenzialmente:
Riceve l'energia radiante della superficie del bersaglio nella banda dell'infrarosso termico → la converte in un segnale elettrico → la inverte in una temperatura superficiale luminosa → la presenta sotto forma di immagine bidimensionale.
Di conseguenza, non dipende dalle condizioni di luce visibile e può funzionare stabilmente di notte, in condizioni di scarsa illuminazione o in ambienti ombreggiati.
II. “Un pixel = una temperatura”.”
A differenza della normale misurazione della temperatura dei punti infrarossi, il rilevatore di una termocamera ad infrarossi èArray bidimensionali.
Ciò significa che l'immagine delOgni punto pixelche corrispondono tutti a un risultato separato dell'inversione della temperatura; un'immagine a infrarossi termici è, essenzialmente, un'immagine di temperatura.Campo di temperatura bidimensionale.
Questa capacità ci permette di osservare direttamente:
→ Disomogeneità della temperatura all'interno della chioma;
→ Differenze di temperatura tra i tipi di vegetazione;
→ Relazioni di struttura termica tra superficie-vegetazione-sfondo.
Si tratta di informazioni che le tradizionali apparecchiature di misurazione dei punti non possono fornire.
III. Da “visibile” a “analizzabile”
L'hardware è uno strumento per acquisire dati cheLe capacità di elaborazione dei dati sono fondamentali per trasformare i dati grezzi in informazioni preziose.
abbinamento Software SmartViewerSupporto:
→Sulle immagini a infrarossi termiciRegioni di interesse personalizzate.;
→La temperatura media, i valori estremi e la distribuzione termica sono stati conteggiati separatamente per le diverse regioni;
→Analisi comparative delle serie temporali dello stesso target;
→Immagini e dati numericisincronizzazioneEsportazione per un facile utilizzo in successive modellazioni o tesi.
In questo modo i dati termici a infrarossi passano da una visualizzazione visiva a una visualizzazione con unScala uniforme, convalida incrociata e misure ripetibiliL'oggetto oggettivo della
Esempi di scenari applicativi
(1) Installazione fissa: monitoraggio continuo e a lungo termine dell'ambiente termico della calotta.
Nel caso degli ecosistemi naturali come i parchi forestali, ad esempio, l'oggetto di studio ha spesso unaStrutturalmente stabile e in lenta evoluzione ma con una significativa eterogeneità spazialeLe caratteristiche del
L'impiego di termocamere a infrarossi in modo fisso consente di campionare un'area specifica.Osservazioni continue e a lungo termine della temperatura.
In questa modalità, vengono mostrati soprattutto i vantaggi dell'imaging termico a infrarossi:
→ Acquisizione continua di distribuzioni di temperatura bidimensionali nello stesso campo visivo;
→ Analizzare le differenze di temperatura tra le diverse altezze e regioni della chioma;
→ Identificare i cambiamenti nella risposta termica dovuti all'ombreggiamento, agli spazi vuoti e alle diverse strutture della vegetazione.
Questo tipo di monitoraggio stazionario è più adatto alla ricerca diCambiamenti temporali nell'ambiente termico delle chiome forestali.e la relazione tra le variazioni di temperatura e le condizioni meteorologiche e lo stato della vegetazione.
(2) Modalità su rotaia: misurazione automatizzata della temperatura di grandi aree su scala regionale.
Negli scenari in cui sono necessarie informazioni sulla temperatura in un'area più ampia, le termocamere a infrarossi possono essere montate anche sui sistemi di vagoni ferroviari per consentireOsservazioni di scansione automatizzate lungo percorsi fissi.
Con le automotrici che vanno avanti e indietro, è possibile viaggiare fino a circa. 200 metriLe immagini a infrarossi termici vengono acquisite in modo continuo in diverse posizioni all'interno dell'orbita dell'apparecchio.
Le caratteristiche principali del modello includono:
→ Acquisizione continua di dati di temperatura in più punti nelle stesse condizioni di osservazione;
→ Ottenere un modello di variazione spaziale della temperatura su un'ampia area piuttosto che un risultato di un singolo punto o di un singolo campo visivo;
→ Applicabile a indagini su zone campione, zone di transizione tra margini forestali e foreste, confronti tra zonizzazioni funzionali e altri studi.
Il modello dell'automotrice pone maggiore enfasi sull'impiego fisso piuttosto che suCapacità di copertura dello spazioFornisce una tecnica di acquisizione automatizzata ad alta frequenza per l'analisi dell'ambiente termico su scala regionale.
V. Precisione e confini applicabili
La termografia a infrarossi non è una misurazione diretta della temperatura reale, ma piuttosto un'inversione della temperatura di luminosità della superficie basata sulla radiazione termica dell'obiettivo, la cui precisione è influenzata da una combinazione di fattori.
In pratica, i due tipi di influenza più importanti sono:
Una è la differenza di emissività della superficie del bersaglio.
Vegetazione o materiali diversi hanno caratteristiche diverse di radiazione termica infrarossa e la mescolanza di più tipi nella stessa osservazione può facilmente introdurre distorsioni sistematiche. L'ingegneria può ridurre l'effetto di questo fattore concentrandosi su un singolo tipo di superficie in una singola sessione di monitoraggio e combinandola con un'impostazione o una calibrazione della radianza.
Il secondo è rappresentato dalle variazioni di temperatura dell'ambiente e delle apparecchiature.
Le fluttuazioni della temperatura ambientale e i cambiamenti di stato del rivelatore possono influenzare le osservazioni a lungo termine o continue. La stabilità dei dati può essere migliorata in modo significativo installando sensori di temperatura e correggendo e calibrando i dati a infrarossi termici in una fase successiva.
Pertanto, nella pratica scientifica, l'imaging a infrarossi termici è più indicato perAnalisi del cambiamento relativo, mappatura della variazione spaziale e studi sulle tendenzee non è opportuno interpretare un singolo valore di temperatura assoluta isolandolo dalle condizioni di fondo.
Sulla base di chiari prerequisiti fisici e confini applicabili, le termocamere a infrarossi possono davvero diventare uno strumento scientifico affidabile.
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