遥感教程第9-5页¶
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本页讨论几个主题。首先，研究了水的热行为。然后，从探测器的性质、探测器的环境以及来自空中或空间平台的运行条件等方面对热传感器进行了研究。
水的热性能
与陆地相比，水在白天的热红外图像中有非常深到中等的灰色，而在夜间的热图像中则有中等的浅色。这种反应部分是由于相对于典型陆地表面而言，相当高的热惯性，主要由水的高比热控制。因此，与陆地上的大多数物质相比，白天的温度更低，夜晚的温度更高（这是游泳者体验到的明显情况），在许多气象条件下，白天的温度会明显降低，夜间的温度也会升高。此外，由于水是非固体的，自然环境（河流、湖泊、海洋）中的水很可能受到对流（如上升流）和湍流（如波浪作用）的破坏，这些对流和湍流倾向于混合和均匀化，因此其近地表温度变化仅为几天。最多出口（温度“平滑”）。
如前一页所讨论的，水和土地热图像中的外观取决于一天中的时间。下面是一个由机载Daedalus热扫描仪拍摄的4幅热成像序列，显示了新泽西州特拉华河附近的陆地区域。
对图像进行处理以强调水的差异，从而抑制陆地热变率的表达。前三张照片拍摄于1979年12月28日。第一个顶部是在气温为-9°C时的06:00经过时获得的；相对于陆地的水明显更热（高于冰点）。第二张图片是在08:00时拍摄的，当时的海水比陆地还热；靠近陆地左上角的明亮条纹是来自发电厂的热污水。在14:00（第三条带），气温上升到-2°C，陆地和水之间的热对比接近最低；注意发电厂的细节；随着退潮，污水现在指向下游。12月29日11:00，气温为-4°:C，潮水接近高潮时拍摄的底部图片中，仍保留着发电厂的细节。在不同的时间和日期拍摄的场景显示了河水中的温度变化，而在陆地上的温度变化幅度较小。
正如我们看到的 page 3-1 潮湿土壤中的水往往比干燥土壤中的水更冷，因此黑白热图像在含水量较高的地方显示出较暗的图案。
热传感器
关于热传感器的一些提示：对于设计用于探测8到14微米间隔的扫描器，探测器通常是汞镉碲（HgCdTe）的合金，在这个热能范围内作为光导子响应入射光子。掺杂汞的锗（Ge（Hg））也用于此间隔，尽管它在更宽的范围内有效，直到约2微米。在3-5微米间隔内，铟锑（InSb）是我们在该范围内操作的探测器中使用的合金。根据探测器类型的不同，高效操作需要将探测器机载冷却至30°和77°K之间。我们使用冷却剂，如液氮或氦气（在一个被称为杜瓦瓶的容器中，它包围了探测器）或一些航天器设计中使用利用外层空间冷真空的辐射冷却系统来维持这个温度范围。探测器需要冷却以提高信噪比（S/N），使其达到稳定的信号响应水平。当然，这个信号是一种电流，它与探测器电阻的变化有关，而电阻与辐射能成正比。
为了得到辐射温度的定量表达式，我们必须校准探测器的响应。我们使用校准源（如热敏电阻）在接近地面极限的不同温度下提供校正功能。扫描仪通常有一个辉光管或其他装置，其中一根导线通过一个电流，使其在某个温度下发光（释放辐射能）。我们通常使用两个这样的热敏电阻：一个在接近大多数目标预期的低值的温度下发光，另一个在接近高值的温度下发光。在扫描仪开始工作之前，我们通常提前在实验室确定这些温度/辐射关系。飞机扫描仪需要定期重新校准。
在操作中，图像信号要么发送到单独的记录单元，要么通过一个斩波器从远光灯中采样。辐射温度通常不会转化为动力学温度，因为我们通常不太清楚不同表面材料的发射率，因此不可能做到这一点。
9-11 ： What is an obvious disadvantage to the use of electric temperature devices, such as lamps, in spacecraft thermal sensors as a means of calibration? `ANSWER <Sect9_answers.html#9-11>`__
现在我们已经对这个主题进行了热身，让我们看看一些特别热的图片，除非你决定冷却它并继续做其他事情！
主要作者：Nicholas M.Short，高级电子邮件： nmshort@nationi.net