留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于环境参数的地表热辐射时序变化模拟方法

韩立钦 崔文煜 张耀南 易维宁 杜丽丽 黄红莲

韩立钦, 崔文煜, 张耀南, 易维宁, 杜丽丽, 黄红莲. 基于环境参数的地表热辐射时序变化模拟方法[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(8): 803004-0803004(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0803004
引用本文: 韩立钦, 崔文煜, 张耀南, 易维宁, 杜丽丽, 黄红莲. 基于环境参数的地表热辐射时序变化模拟方法[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(8): 803004-0803004(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0803004
Han Liqin, Cui Wenyu, Zhang Yaonan, Yi Weining, Du Lili, Huang Honglian. Simulation method of time series dynamic thermal radiation of terrain surface based on environmental parameters[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(8): 803004-0803004(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0803004
Citation: Han Liqin, Cui Wenyu, Zhang Yaonan, Yi Weining, Du Lili, Huang Honglian. Simulation method of time series dynamic thermal radiation of terrain surface based on environmental parameters[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(8): 803004-0803004(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0803004

基于环境参数的地表热辐射时序变化模拟方法

doi: 10.3788/IRLA201948.0803004
基金项目: 

国家自然科学基金(41601379)

详细信息
    作者简介:

    韩立钦(1983-),男,副教授,博士,主要从事遥感地质灾害监测方面的研究。Email:hanliqin@lzb.ac.cn

    通讯作者: 崔文煜(1985-),男,副研究员,博士,主要从事遥感信息处理与场景仿真方面的研究。Email:cuiwenyu@aiofm.ac.cn
  • 中图分类号: TP722.5

Simulation method of time series dynamic thermal radiation of terrain surface based on environmental parameters

  • 摘要: 地表热辐射时序变化模拟是红外场景仿真的核心环节。利用地表热传导差分计算地表热辐射是物理上较严谨的模拟方法,但受限于差分方程边界条件的不确定性,在红外场景仿真中未得到广泛应用。提出一种基于光照、气温、湿度等环境参数的地表热辐射时序变化计算方法。重点根据地质热环境变化规律设计闭环迭代过程,自动修正初始和下边界热辐射值,解决了边界条件的不确定问题,提高了地表热传导计算精度和算法适应性。野外实验结果表明:该算法计算温度与实测温度绝对误差小于2 K,等效黑体辐射度相对误差小于3%,为准确模拟红外动态场景提供基础。此外,利用该方法对山区地表的热辐射分布时序变化进行了模拟,显示了其在红外场景仿真方面的初步应用效果。
  • [1] Lv Zhenhua, Pan Xiaoli, Gong Guanghong, et al. Research on terrain background infrared radiation characteristics modeling and simulation[J]. Journal of CAEIT, 2017, 12(4):420-427. (in Chinese)吕震华, 潘晓丽, 龚光红, 等. 地面背景红外辐射特性建模与仿真研究[J]. 中国电子科学研究院学报, 2017, 12(4):420-427.
    [2] Zhao Shiming, Sun Zhiyue. Error analysis of infrared guidance hardwave in loop simulation system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(8):0804004. (in Chinese)赵世明, 孙致月. 红外制导半实物仿真系统误差分析[J], 红外与激光工程, 2017, 46(8):0804004.
    [3] Li Hui, Wu Junhui, Chen Qianrong, et al. Limit capability and consistency of digital image injection test for IR imaging seeker[J]. Optics and Precision Engineering, 2016, 24(4):913-921. (in Chinese)李慧, 吴军辉, 陈前荣, 等. 红外导引头注入式闭环试验的边界能力及一致性[J]. 光学精密工程, 2016, 24(4):913-921.
    [4] Guan Muqiang, Li Yan, Huang Mei, et al. Infrared image simulation injection system based on FPGA[J]. Chinese Optics, 2011, 4(3):277-282. (in Chinese)管目强, 李岩, 黄梅, 等. 基于FPGA的红外图像仿真注入系统[J]. 中国光学, 2011, 4(3):277-282.
    [5] Zhao Yunfeng, Li Yejin, Zhang Yin, et al. A space-based infrared detection scene generation system for moving objects with sea background[J]. Optics and Precision Engineering, 2017, 25(4):487-493. (in Chinese)赵云峰, 李夜金, 张寅, 等. 海洋背景下运动目标的天基红外探测场景生成系统[J]. 光学精密工程, 2017, 25(4):487-493.
    [6] Qiao Tieying, Cai Lihua, Li Ning, et al. Opposite target measurement based on infrared radiation characteristic system[J]. Chinese Optics, 2018, 11(5):804-811. (in Chinese)乔铁英, 蔡立华, 李宁, 等. 基于红外辐射特性系统实现对面目标测量[J]. 中国光学, 2018, 11(5):804-811.
    [7] Li Bo, Wang Xiangfeng, Sun Lina, et al. Radiation influence model in MWIR hyperspectral simulation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(3):0304003.
    [8] Lin Dandan, Lin Yu, Zhang Jin, et al. Infrared scene simulation technology and applied research[J]. Infrared Technology, 2018, 40(2):114-118. (in Chinese)林丹丹, 林宇, 张晋, 等. 红外场景产生技术及应用研究[J]. 红外技术, 2018, 40(2):114-118.
    [9] Xia Xiongfeng, Li Xiangchun, Ming Delie. Infrared characteristic modeling and simulation effect research of complex scence of ground[J]. Computer Digital Engineering, 2016, 44(10):2007-2010. (in Chinese)夏雄风, 李向春, 明德烈. 复杂地面场景的红外特性建模及仿真效果研究[J]. 计算机与数字工程, 2016, 44(10):2007-2010.
    [10] Wang Yue, Lu Qiushi, Ye Qingqing. Infrared characteristic model of ground background[J]. Infrared and Laser Engineering, 2010, 39(6):989-992. (in Chinese)王玥, 卢秋实, 叶青青. 地面背景的红外特性模型[J]. 红外与激光工程, 2010, 39(6):989-992.
    [11] Yu Yang, Tan Feng, Lian Qi, et al. Simulation and analysis of shallow soil temperature field based on ANSYS[J]. Journal of Anhui Agri Sci, 2017, 45(35):102-104. (in Chinese)于洋, 谭峰, 廉琦, 等. 基于ANSYS的浅层土壤温度场特征模拟分析[J]. 安徽农业科学, 2017, 45(35):102-104.
    [12] Li Xingrong, Zhang Xiaoli, Liang Biling, et al. Diurnal variation of the soil temperature and its vertical profiles in summer in Shenzhen city[J]. Science Technology and Engineering, 2008, 8(22):5996-6000. (in Chinese)李兴荣, 张小丽, 梁碧玲, 等. 深圳夏季多层土壤温度及其垂直结构日变化特征[J]. 科学技术与工程, 2008, 8(22):5996-6000.
    [13] Zhang Jingjing, Sui Gaolin, Zhang Chenhui. Diurnal variation of the soil temperature and its vertical profiles in autumn in Shenzhen city[J]. Agriculture and Technology, 2012, 32(4):132-134. (in Chinese)张晶晶, 隋高林, 张晨晖. 深圳秋季土壤温度及其垂直结构日变化特征[J]. 农业与技术, 2012, 32(4):132-134.
    [14] Elias E A, Cichota R, Torriani H H, et al. Analytical soil-temperature model:Correction for temporal variation of daily amplitude[J]. Soil Sci Am J, 2004, 68:784-788.
  • [1] 刘雯雯, 苏伟, 罗文豪, 李健坷, 刘人怀.  中红外固体激光器的振动可靠性 . 红外与激光工程, 2021, 50(4): 20200242-1-20200242-6. doi: 10.3788/IRLA20200242
    [2] 王伟平, 于佳睿, 胡小燕, 赵少宇.  中波红外集成偏振光栅结构参数对偏振性能影响仿真分析 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210132-1-20210132-8. doi: 10.3788/IRLA20210132
    [3] 高有道, 李福东, 沈正祥, 丁琳, 胡斌, 徐绍伟.  低温红外镜头设计仿真方法及试验验证 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20200397-1-20200397-6. doi: 10.3788/IRLA20200397
    [4] 尚超, 王锦春, 张晓兵.  红外焦平面阵列读出电路非均匀性研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20190581-1-20190581-8. doi: 10.3788/IRLA20190581
    [5] 谢臣瑜, 李健军, 庞伟伟, 夏茂鹏, 郑小兵.  双通道热红外标准辐亮度计定标方法研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 404002-0404002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0404002
    [6] 刘尊洋, 叶庆, 李修和, 邵立, 孙晓泉.  红外预警卫星直视地表波段选择及探测能力 . 红外与激光工程, 2018, 47(2): 204003-0204003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0204003
    [7] 吴俊政, 严卫东, 倪维平, 张晗.  圆周阵列太赫兹干涉成像仿真 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 825002-0825002(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0825002
    [8] 卢新然, 宋路, 万秋华.  红外光源参数对光电编码器信号的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 917007-0917007(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0917007
    [9] 施蕊, 徐畅, 徐锐, 石诺, 杨扬, 钱丽勋, 王欣, 李卓.  基于MEMS的红外动态图像生成技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 204002-0204002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0204002
    [10] 毛羽丰, 李运泽, 王晶, 姜利祥, 魏传峰.  基于红外热成像的热流分布测量技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 804001-0804001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0804001
    [11] 殷世民, 王具民, 梁永波, 朱健铭, 韩国成, 陈洪波, 陈真诚.  红外干涉光谱仪非均匀性在线校正与仿真 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 604002-0604002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0604002
    [12] 王炜强, 贾晓洪, 韩宇萌, 张晓阳, 付奎生.  定向干扰激光的红外成像建模与仿真 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 606005-0606005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0606005
    [13] 张瑞, 王志斌, 王耀利, 李克武.  可实现零光程差的红外静态斜楔干涉具研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2093-2096.
    [14] 张仲瑜, 焦淑红.  多特征融合的红外舰船目标检测方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 29-34.
    [15] 童奇, 王超哲, 童中翔, 李建勋, 贾林通, 柴世杰.  红外干扰机对四元正交探测器的干扰效能 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2496-2504.
    [16] 崔文煜, 易维宁, 乔延利, 杜丽丽, 刘晓.  针对复杂地形的热红外成像仿真研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3205-3210.
    [17] 朱敏, 陈宇, 杨春玲.  红外诱饵弹干扰特性有限元建模 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 1979-1986.
    [18] 成志铎, 李明博, 李健, 常晓权, 刘君.  目标与背景的红外辐射特性仿真方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2336-2340.
    [19] 曹春芹, 向静波, 张晓阳, 王炜强.  红外成像导弹气动加热仿真建模方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 1951-1955.
    [20] 刘 李, 顾行发, 余 涛, 李小英, 高海亮, 李家国, 史婷婷.  HJ-1B卫星热红外通道在轨场地定标与验证 . 红外与激光工程, 2012, 41(5): 1119-1125.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  370
  • HTML全文浏览量:  33
  • PDF下载量:  34
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-03-11
  • 修回日期:  2019-04-21
  • 刊出日期:  2019-08-25

基于环境参数的地表热辐射时序变化模拟方法

doi: 10.3788/IRLA201948.0803004
    作者简介:

    韩立钦(1983-),男,副教授,博士,主要从事遥感地质灾害监测方面的研究。Email:hanliqin@lzb.ac.cn

    通讯作者: 崔文煜(1985-),男,副研究员,博士,主要从事遥感信息处理与场景仿真方面的研究。Email:cuiwenyu@aiofm.ac.cn
基金项目:

国家自然科学基金(41601379)

  • 中图分类号: TP722.5

摘要: 地表热辐射时序变化模拟是红外场景仿真的核心环节。利用地表热传导差分计算地表热辐射是物理上较严谨的模拟方法,但受限于差分方程边界条件的不确定性,在红外场景仿真中未得到广泛应用。提出一种基于光照、气温、湿度等环境参数的地表热辐射时序变化计算方法。重点根据地质热环境变化规律设计闭环迭代过程,自动修正初始和下边界热辐射值,解决了边界条件的不确定问题,提高了地表热传导计算精度和算法适应性。野外实验结果表明:该算法计算温度与实测温度绝对误差小于2 K,等效黑体辐射度相对误差小于3%,为准确模拟红外动态场景提供基础。此外,利用该方法对山区地表的热辐射分布时序变化进行了模拟,显示了其在红外场景仿真方面的初步应用效果。

English Abstract

参考文献 (14)

目录

    /

    返回文章
    返回