水污染的毫米波輻射特性建模與實驗研究

【摘要】：水污染問題已經(jīng)成為越來越熱門的問題,如何更加有效地對大面積水域進(jìn)行監(jiān)管和探測也成為科研人員熱衷的研究方向。目前大多數(shù)的監(jiān)測手段是停留在可見光、紅外波段和雷達(dá)模式,這些手段往往會受到天氣和環(huán)境的限制,不能隨時隨地的進(jìn)行監(jiān)測。而本文研究的毫米波段則克服了上述波段的不足,可以全天時全天候地進(jìn)行水污染監(jiān)測,因此毫米波輻射計也越來越多地運用在遙感觀測中。 利用毫米波輻射特性監(jiān)測水污染有自身的優(yōu)點：穿透能力強(qiáng)、精度高以及可以全天時、全天候進(jìn)行監(jiān)測等。與其它自然地物相比,水具有顯著不同的毫米波輻射特征(亮溫低,冷目標(biāo)),水面的油污、植被、水中含鹽度、水溫等具有顯著特定的輻射特性。通過這種特性可以清楚地區(qū)分出污染物(包括懸浮和漂浮在水面上以及溶解在水中的)和水體,達(dá)到水面監(jiān)測的目的。預(yù)先研究典型水域污染源的毫米波輻射特性,可為水污染領(lǐng)域治理方面提供一種新方法和有效技術(shù)手段。 本篇論文的研究方向是對水污染物的輻射特性建模,并且結(jié)合室外真實環(huán)境實驗進(jìn)行分析驗證。為了系統(tǒng)地介紹和分析建模方法,主要做了以下工作：首先介紹了微波輻射的最基本原理,然后對毫米波輻射計系統(tǒng)和輻射計的定標(biāo)方法做了簡單的介紹、對典型地物以及水面目標(biāo)的介電常數(shù)和輻射特性進(jìn)行研究并仿真,為建模做好準(zhǔn)備性研究。最后介紹了兩種三層地物的建模方法,并用等效傳輸線法結(jié)合相干法進(jìn)行了建模,結(jié)合實際的輻射特性測量實驗進(jìn)行理論驗證和分析。 【關(guān)鍵詞】：水污染 毫米波 輻射特性 三層媒質(zhì) 有效反射率
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：X52;TN015
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-12
• 1.1 引言7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究概況8-10
• 1.3 本文選題背景及主要工作10-12
• 2 毫米波被動輻射原理與系統(tǒng)12-22
• 2.1 被動輻射原理12-18
• 2.1.1 熱輻射定律12-14
• 2.1.2 溫度與功率的關(guān)系14-15
• 2.1.3 非黑體輻射的各種溫度15-18
• 2.2 狄克式輻射計介紹18-20
• 2.3 輻射計的定標(biāo)方法20-21
• 2.3.1 分部定標(biāo)20-21
• 2.3.2 整體定標(biāo)21
• 2.4 全章總結(jié)21-22
• 3 典型地物目標(biāo)微波輻射特性及應(yīng)用22-36
• 3.1 海面油膜22-24
• 3.2 海冰24-26
• 3.3 地球土壤26-29
• 3.4 月壤月巖29-32
• 3.5 海水32-35
• 3.6 全章總結(jié)35-36
• 4 水污染輻射特性建模36-53
• 4.1 水污染物分類36-37
• 4.2 水面亮度溫度37-38
• 4.3 三層地物建模方法介紹38-47
• 4.3.1 相干法38-43
• 4.3.2 非相干法43-47
• 4.4 三層介質(zhì)建模實驗47-52
• 4.4.1 實驗內(nèi)容47-50
• 4.4.2 實驗數(shù)據(jù)處理及建模分析50-52
• 4.5 全章總結(jié)52-53
• 5 水污染物輻射模型與亮溫實驗數(shù)據(jù)比對分析53-62
• 5.1 實驗內(nèi)容53-55
• 5.2 仿真模型結(jié)合實驗結(jié)果分析55-61
• 5.3 全章總結(jié)61-62
• 6 結(jié)束語62-64
• 6.1 本文工作與不足62-63
• 6.2 對未來的展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 附錄168-69
• 附錄269-70

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