[发明专利]多角度热辐射近地面观测装置

说明书

技术领域

本发明涉及典型城市地表热辐射近地面观测技术，具体涉及一种多角度热辐射近地面观测装置。

背景技术

近年来，由于全球气候变化、陆面过程等相关研究的推动，对各种遥感产品的精度的需求进一步提高。在热红外遥感领域，地表温度产品在干旱监测、地表—大气界面的热通量交换和地表蒸散发中起着非常重要的作用。此外，它在地质学、水文学和陆面过程模型研究中地表温度也是十分关键的参数。

然而，许多理论模拟和实验观测已经证实，大部分的自然和人工地表在热红外波段范围内都具有热辐射方向性特征：即对于同一观测目标，在不同的观测天顶角和方位角能够测量到不同辐射温度值。而现阶段绝大多数针对卫星遥感影像的反演算法(如单窗算法、劈窗算法、温度/发射率分离算法等)均只能提供像元内物体在某一个方向的平均温度。显然，这限制了地表温度产品在众多相关领域内的应用潜力。

为了通过遥感反演获得精度更高的地表温度产品，热红外传感器的正向过程的物理建模显得愈发重要。鉴于此，上世纪七八十年代以来，许多研究者开始报道地表热辐射方向性领域内正向模拟的相关研究成果。其中，土壤-植被冠层耦合地表得到了最多的关注。针对于水体、土壤-植被耦合界面的部分仪器观测装置也已经建立起来。

但是，在不同的城市，甚至城市的不同地区，地表物体的规模和建筑物的布局方式巨大；此外，城市地表包含了各种各样的地表类型，如草地、低矮灌丛、高大乔木等植被；低矮平房、具有玻璃幕墙的高大建筑等，这使得城市地表的热辐射方向性的观测要远远复杂于其他类型的地物。

以前建立的针对于低矮草地和灌木的许多观测装置移动困难、观测范围较小。由于城市建筑物规格巨大，给遥感的地面试验观测带来了许多困难，现有技术中适用于植被热辐射方向性观测的地面观测装置已无法满足现实要求，无法对复杂城市地表实现观测。

发明内容

本发明的要解决的技术问题是为克服现有技术的不足，提供一种适用于城市地表进行观测、操作简单、结实耐用、造价便宜的多角度热辐射近地面观测装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多角度热辐射近地面观测装置，主要由支撑杆、操作杆、基座、转轴结构、观测装置等组成。支撑杆下端固定连接于基座上，支撑杆上端通过转轴结构与操作杆中部连接，操作杆的一端安装有观测装置，另一端设置为把手，操作杆的把手端与支撑杆下端且位于基座的上部处连接有钢丝绳，观测装置包括热红外成像仪和遥控数码相机。

进一步地，热红外成像仪设置于观测装置盒内，观测装置盒的一侧设置有角度刻盘和悬垂。

进一步地，基座安装于移动小车上面。

进一步地，所述的基座由混凝土制成，呈棱台形或圆台形，上面中心处浇铸有钢制方管，支撑杆的下端插入方管内，支撑杆的下端通过八个螺栓与基座的钢制方管固定连接，基座的侧面对称地设置有两个提手。

进一步地，所述的观测装置盒固定于操作杆的一端；观测装置盒包括盒本体，前端固定上夹板、前端固定T形板；盒本体为木制，前端固定上夹板为厚度6毫米的钢板，前端固定T形板为厚度6mm钢板；前端固定上夹板与前端固定T形板上均设有相对应的多个连接孔，通过连接孔和连接螺栓，前端固定上夹板与前端固定T形板夹持固定于操作杆上，在前端固定T形板下方通过4根固定杆中的3根固定观测装置盒盒本体，另外1根固定杆固定遥控数码相机。

进一步地，所述的支撑杆由方形钢管制成，高度3米；操作杆由铝管制成，铝管的截面形状为长方形，操作杆长度为6米。

与现有技术相比，本发明的多角度热辐射近地面观测装置操作简单，结实耐用、造价低，非常适于典型城市地表进行观测，该装置能够实现对地表高大目标方向亮温的灵活观测，观测效率高。

附图说明

图1是本发明的多角度热辐射近地面观测装置示意图；

图2是转轴结构示意图；

图3是图1中A部观测装置安装结构示意图；

图4是图3中K向示意图；

图5是图3的立体图；

图6是支撑杆与底座的连接结构示意图；

图7城市热辐射方向性物理模型示意图。

下面结合附图通过实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见附图图1至图6，本发明的多角度热辐射近地面观测装置，主要由支撑杆1、操作杆2、基座3、转轴结构4、观测装置5等零部件组成。支撑杆1下端固定连接于基座3上，支撑杆1上端通过转轴结构4与操作杆2中部连接；操作杆2的一端安装有观测装置5，另一端设置为把手；操作杆2的把手端与支撑杆1下端且位于基座3的上部处连接有钢丝绳7；基座3可安装于移动小车6上面。