Dalam pemantauan ekologi dan alam sekitar,Suhu tidak pernah merupakan pembolehubah titik tunggal.
Sama ada kanopi tumbuh-tumbuhan, permukaan tanah, bahagian bawah pokok atau ruang hijau bandar, perbezaan suhu antara lokasi yang berbeza selalunya lebih ketara daripada "suhu purata" itu sendiri.
Ini juga merupakan kepentingan teras kewujudan kamera pengimejan terma inframerah terma:
Ia bukan tentang mengukur suhu, tetapi tentang memahami taburan suhu ruang.
I. Prinsip Asas Pengimejan Inframerah Terma
Mana-mana objek yang suhunya melebihi sifar mutlak (0 K) memancarkan gelombang elektromagnet. Apabila suhu objek berada dalam julat sepunya persekitaran semula jadi, tenaga radiasinya tertumpu terutamanya di...Jalur inframerah terma (kira-kira 8–14 μm).
Prinsip kerja kamera pengimejan inframerah terma pada asasnya adalah:
Proses ini melibatkan penerimaan tenaga sinaran daripada permukaan sasaran dalam jalur inframerah terma, menukarkannya kepada isyarat elektrik, membalikkannya kepada suhu kecerahan permukaan dan mempersembahkannya sebagai imej dua dimensi.
Oleh itu, ia tidak bergantung pada keadaan cahaya yang boleh dilihat dan boleh berfungsi dengan stabil pada waktu malam, dalam persekitaran cahaya malap atau bayang-bayang.
2. "Satu piksel = satu suhu"“
Tidak seperti pengukuran suhu titik inframerah biasa, pengesan kamera pengimejan inframerah terma adalah...Tatasusunan dua dimensi.
Ini bermakna dalam imejSetiap pikselSetiap satu sepadan dengan hasil penyongsangan suhu bebas; imej inframerah terma pada asasnya ialah...Medan suhu dua dimensi.
Kebolehan ini membolehkan kita memerhati secara langsung:
→Ketidaksekataan suhu di dalam kanopi;
→Perbezaan suhu antara jenis tumbuh-tumbuhan yang berbeza;
→Hubungan struktur terma antara permukaan, tumbuh-tumbuhan dan latar belakang.
Ini adalah maklumat yang tidak dapat diberikan oleh peralatan pengukuran titik tradisional.
III. Daripada "Melihat" kepada "Menganalisis"“
Perkakasan merupakan alat untuk mendapatkan data.Keupayaan pemprosesan data adalah kunci untuk mengubah data mentah menjadi maklumat yang berharga.
Pemadanan Perisian SmartViewersokongan:
→Dalam imej inframerah termaSesuaikan bidang minat;
→Suhu purata, nilai ekstrem dan taburan terma bagi kawasan yang berbeza telah dianalisis secara statistik secara berasingan.
→Lakukan analisis perbandingan siri masa pada sasaran yang sama;
→Imej dan data berangkasegerakEksport data untuk digunakan dalam pemodelan atau kertas kerja seterusnya.
Ini menaik taraf data inframerah terma daripada paparan visual kepada persembahan yang lebih komprehensif dan menarik.Skala piawai, pengesahan silang dan pengukuran yang boleh diulangObjek objektif.
IV. Contoh Senario Aplikasi
(1) Penggunaan tetap: pemantauan berterusan jangka panjang terhadap persekitaran terma kanopi
Mengambil ekosistem semula jadi seperti taman hutan sebagai contoh, subjek kajian sering mempunyaiStruktur yang stabil, berubah secara perlahan tetapi mempamerkan heterogeniti ruang yang ketaraCiri-cirinya.
Dengan menggunakan kamera pengimejan inframerah terma secara tetap, adalah mungkin untuk memantau kawasan sampel tertentu.Pemerhatian suhu berterusan dan jangka panjang.
Dalam mod ini, kelebihan pengimejan inframerah terma terutamanya tercermin dalam:
→ Memperoleh taburan suhu dua dimensi secara berterusan dalam medan pandangan yang sama;
→Menganalisis perbezaan suhu antara ketinggian dan kawasan kanopi yang berbeza;
→ Kenal pasti perubahan dalam tindak balas haba yang disebabkan oleh bayang-bayang, jurang dan struktur tumbuh-tumbuhan yang berbeza.
Kaedah pemantauan tetap ini lebih sesuai untuk penyelidikan.Perubahan temporal dalam persekitaran terma kanopi hutanDan hubungan antara perubahan suhu dan keadaan meteorologi serta status tumbuh-tumbuhan.
(2) Mod yang dipasang pada gerabak kereta api: Pengukuran suhu automatik kawasan besar pada skala serantau
Dalam senario yang memerlukan pemerolehan maklumat suhu di kawasan ruang yang lebih besar, kamera pengimejan inframerah terma juga boleh dipasang pada sistem kenderaan rel untuk mencapai...Pemerhatian pengimbasan automatik di sepanjang laluan tetap.
Perjalanan pergi balik dengan kereta api, ia boleh mencapai maksimum kira-kira 200 meterDalam julat orbit, imej inframerah terma bagi lokasi yang berbeza diperoleh secara berterusan, justeru membina maklumat taburan suhu pada skala serantau.
Ciri-ciri teras model ini termasuk:
→Di bawah keadaan pemerhatian yang sama, pemerolehan data suhu secara berterusan dari pelbagai lokasi boleh dicapai;
→ Dapatkan corak variasi ruang suhu di kawasan yang luas, bukannya hasil daripada satu titik atau medan pandangan tunggal;
→Sesuai untuk kajian seperti tinjauan transek, zon peralihan pinggir hutan dalam hutan dan perbandingan pengezonan berfungsi.
Berbanding dengan penggunaan tetap, mod gerabak kereta api lebih menekankanKeupayaan liputan ruangIni menyediakan teknik pemerolehan data frekuensi tinggi automatik untuk analisis persekitaran terma berskala serantau.
V. Ketepatan dan Sempadan yang Berkenaan
Pengimejan inframerah terma tidak mengukur suhu sebenar secara langsung, tetapi sebaliknya membalikkan suhu kecerahan permukaan berdasarkan sinaran terma sasaran. Ketepatannya dipengaruhi oleh pelbagai faktor.
Dalam aplikasi praktikal, dua jenis faktor pengaruh utama ialah:
Salah satunya ialah perbezaan dalam emisiviti permukaan sasaran.
Jenis atau bahan tumbuh-tumbuhan yang berbeza mempunyai ciri-ciri sinaran inframerah terma yang berbeza. Jika berbilang jenis dicampurkan dalam pemerhatian yang sama, bias sistematik boleh diperkenalkan dengan mudah. Dalam amalan kejuruteraan, faktor ini boleh dikurangkan dengan memberi tumpuan kepada satu jenis permukaan dalam satu sesi pemantauan dan menggabungkannya dengan tetapan emisiviti atau penentukuran.
Kedua, perubahan suhu persekitaran dan peralatan.
Turun naik suhu ambien dan perubahan keadaan pengesan itu sendiri boleh menjejaskan pemerhatian jangka panjang atau berterusan. Dengan menggunakan sensor suhu dan seterusnya membetulkan dan menentukur data inframerah terma, kestabilan data boleh dipertingkatkan dengan ketara.
Oleh itu, dalam amalan penyelidikan saintifik, pengimejan inframerah terma lebih sesuai untuk digunakan...Analisis perubahan relatif, pencirian perbezaan ruang dan penyelidikan trendTidak sesuai untuk mentafsirkan satu nilai suhu mutlak secara berasingan daripada konteksnya.
Hanya dengan menentukan premis fizikal dan sempadan yang berkenaan dengan jelas, kamera pengimejan inframerah terma benar-benar boleh menjadi alat penyelidikan saintifik yang boleh dipercayai.
Komen ditutup