Распознавание и прогнозирование лесных пожаров на базе ГИС-технологий
Дипломная работа - Экология
Другие дипломы по предмету Экология
сил и средств для тушения пожара (до 30 мин). Периодичность получения информации должна составлять: при наблюдении за состоянием леса в районах с повышенной возгораемостью пожароопасный сезон - не менее 4-х раз в сутки; при наблюдении за динамикой развития пожаров и принятия решений для борьбы с ними - каждые 1-2 суток.
3.2. Параметры приемников ИК излучений.
Каждый приемник инфракрасных излучений (ИК) является преобразователем подающих на него лучистой энергии в электрический сигнал.
В таких устройствах все количественные параметры непосредственно связаны с достаточно отчетливым выделением электрического сигнала на фоне возникающих в преобразующем устройстве шумов. Таким образом, успешная передача приемником информации о принятом им лучистом потоке определяется соотношением сигнал - шум. Именно уровень шумов определяет главный параметр приемников излучений - пороговую чувствительность.
- Пороговая чувствительность [Фпор] - определяется минимальным значением сигнала, различаемого на фоне шумов МЭШ=Фпор=Иш-2, где Иш - напряжение шума.
В этом случае полезный сигнал уже не различается. Пороговая чувствительность Фпор [МЭШ] измеряется в Ваттах, отнесенных к единичной полосе пропускания .
- Уровень напряжения шумов на выходе приемника [среднеквадратичное значение Иш-2].
- Интегральная чувствительность (коэффициент преобразования S) - есть отношение электрического сигнала на выходе приемника Ис, к суммарному лучистому потоку Ф, подающему чувствительный элемент приемника: S=Ис/Ф3.2.1.
Величину S измеряют в В х Вт-1. Чем больше значение интегральной чувствительности приемника, тем меньшим может быть выбран коэффициент усиления усилительного устройства.
- Спектральная чувствительность S( ), представляет собой коэффициент преобразования приемником монохроматических лучистых потоков Ф , зависящий в общем случае от длины волны :
3.2.2.
- Относительная спектральная чувствительность приемника S ( ):
3.2.3.
- Площадь чувствительного элемента
S и Ф возрастают обратно пропорционально аn.
- Обнаружительная способность Д*, это величина, обратная пороговой чувствительности приемника, измеренной при =1 Гц, и приведенная к единичной площадки чувствительного элемента
3.2.4
3.2.5.
где W - спектральная плотность потока излучения или М - спектральный радионный выход.
Вт
10-5
10-6
10-7
10-8
01000200030004000500060007000К
рис. 3.2.1. Зависимость пороговой чувствительности Фпор
сернисто-свинцового фоторезистора от температуры Т излучателя.
В общем случае приемник излучений селективен, то есть чувствительность его распределена по спектру сообразно с его спектральной характеристикой (чувствительностью) S .
3.3. Детекторы излучения.
Детекторы излучения - решающие части любой системы дистанционного зондирования. Спектральные компоненты излучения, полученные оптической части системы, попадают в детекторы излучения и переводятся в форму, подходящую для преобразования из в данные. Природа детекторов излучения в системе дистанционного зондирования оказывает значительное влияние на качество получаемых данных. Необходимо, чтобы аналитик представлял, как влияют на качество данных различные детекторы излучения, чтобы отклонения, вызванные детекторами, не принимались за аномалии объектов.
Фотонные и тепловые детекторы.
Обычно используемые в дистанционном зондировании детекторы излучения делятся на две обширных класса: фотонные и тепловые.
Тепловой детектор существенно изменяет свою температуру в ответ на падающее излучение, и в большинстве случаев его электрического сопротивление - функция температуры.
Преимущество тепловых детекторов в том, что их отклик не зависит от длины волны падающего излучения, они реагируют на излучение всех длин волн. Недостаток в том, что тепловой детектор вообще не способен на быстрый отклик быстро меняющемуся входному излучению и, как правило, менее чувствителен, чем фотонный детектор.
Следует отметить, что фотонные детекторы способны на быстрый отклик поступающего излучения и поэтому часто используются в схемах детектирования систем дистанционного зондирования. По существу, фотонные детекторы основаны на том принципе, что приходящее излучение возбуждает носители электрических зарядов заставляя их переходить с одного энергетического уровня кристаллической решетки детектора на другой. Считают, что носители зарядов, занимающие нижние энергетические уровни, находятся в валентной зоне кристаллического детектора. Если носитель заряда возбуждается и переходит на такой энергетический уровень, что он может свободно двигаться по всей кристаллической структуре детектора, говорят, что он находится в зоне проводимости. Вследствие квантово-механических свойств прибора носитель заряда переходит с энергетического уровня валентной зоны на энергетический уровень зоны проводимости через тАЬзапрещеннуютАЭ энергетическую зону. На рисунке 3. .1. дано схематическое представление такой структуры энергетических зон.
рис. 3.3.1. Схема энергетической зоны фотонного детектора.
Если рассматривать излучение с точки зрения квантовой механики, то можно говорить, о нем как о волновом или корпускулярном. Расс