Badanie rozkładu temperatury powierzchni terenu z wykorzystaniem zobrazowań termowizyjnych

• Autorzy: Mularz S. , Wróbel A.

Warianty tytułu

EN

Investigation of temperature distribution on a terrain surface using thermovision imaging

• Konferencja: Ogólnopolskie Sympozjum Geoinformacji „Geoinformacja zintegrowanym narzędziem badań przestrzennych” (15-17.09.2003 ; Wrocław – Polanica Zdrój, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Głównym celem przeprowadzonych badań było uzyskanie wymiernych, ilościowych danych o rozkładzie przestrzennym i zmianach temperatury powierzchni terenu w cyklu dobowym. Tego rodzaju dane są niezbędne do ustalenia metodyki wykonywania obserwacji termowizyjnych, m.in. dla potrzeb termalnego monitoringu środowiska. Pole testowe stanowił fragment (300 × 200 m) południowego zbocza o nachyleniu około 20%, z wyraźną poprzeczną ondulacją powierzchni i jednolitą pokrywą gleb lessowych. Strukturę użytków rolnych stanowiły pola o odkrytej powierzchni gleb, trwałe użytki zielone oraz pola w różnym stopniu pokryte roślinnością uprawową. Zgodnie z przyjętą metodyką obserwacje termowizyjne wykonywano w cyklu całodobowym rejestrując co godzinę termogramy obejmujące obszar pola testowego. Zestaw danych analitycznych stanowiły wyniki punktowego pomiaru temperatur na termogramach każdej serii obserwacyjnej. Analiza uzyskanych wyników badań wykazała, że poziom oraz amplituda temperatury dobowej zależą wyraźnie od ukształtowania i cech strukturalnych powierzchni terenu oraz od rodzaju i stopnia pokrycia roślinnością. Zmienność temperatury gruntu w czasie zależy głównie od dynamiki procesów cieplnych, natomiast zróżnicowanie temperatury odkrytych gleb jest związane przede wszystkim z ukształtowaniem powierzchni terenu. Stwierdzono, że dla detekcji anomalii termicznych o różnej genezie termogramy należy wykonywać tuż przed wschodem słońca, natomiast najlepsze warunki rejestracji termograficznej dla interpretacji cech strukturalnych powierzchni terenu istnieją pomiędzy godziną 13 i 14, kiedy to temperatura powierzchni gruntu osiąga swoje maksimum. Przedstawiono również dwa przykłady zastosowania w praktyce opracowanej metodyki dla wykrywania anomalii towarzyszących naturalnym procesom geotermicznym

EN

The main goal of the study presented was to obtain the measurable, quantitative data related to spatial temperature distribution and temperature changes on a real terrain surface during a day and night. This kind of data have been essential for methodology principles definition of the thermovision registrations for environmental monitoring purposes. As a study area a part (300 × 200 m) of south-facing slope (about 20 %) characterized by clear cross-undulated form of barren soil surface mixed with different type of vegetation cover was selected. According to methodology being used a thermal imaging have been taken at every hour during a day and night time. Analytical data set was created by point temperature measurements on all thermograms. Analysis of the investigation results indicated that diurnal temperature amplitude and temperature level are strongly depended on texture of the terrain surface and also on type and density of vegetation cover. It has been also stated that the ground temperature changes in time are mainly depended on the dynamics of thermic process, while the temperature differences of the bare soils are connected with mezorelief of the test area. In order to detect the thermal anomalies different in origin, the thermograms should be done just before sunrise, while the thermograms taken between 2 and 3 o`clock p.m. have been provided an unique information for structural features interpretation of the terrain surface, when the peak of ground temperature is observed. In addition, two examples of application this methodology for the thermal anomalies detection connected with natural phenomena are presented.

Słowa kluczowe

PL

temperatura radiacyjna; temperatura gruntu; termowizja; termogrametria

EN

radiation temperature; ground temperature; thermovision; thermogrammetry

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 13b
• Strony: 441--450
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Mularz S.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska

autor

Wróbel A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska

Bibliografia

• [1] Baranowski P., Mazurek W., Walczak R.T.: Weryfikacja modeli wyliczania ewapotranspi- racji w badaniach lizymetrycznych z zastosowaniem pomiaru temperatury radiacyjnej. Materiały III Ogólnopolskiej Konferencji Termografii i Termometrii w Podczerwieni , str. 219-224, Warszawa 1996.
• [2] Baranowski P., Mazurek W., Walczak R. T., Sobczuk H., „Zastosowanie pomiaru tempera¬tury radiacyjnej do oceny stresu wodnego roślinności łąkowej. Doświadczenie wazonowe. Materiały III Ogólnopolskiej Konferencji Termografii i Termometrii w Podczerwieni, str. 225-229, Warszawa 1996
• [3] Kędzia St., Mościcki J., Wróbel Al.: Studies on the occurrence of permafrost in Kozia Valley (The Hight Tatra Mts.). IV Conference of Polish Geomorhologits: Relief, Quaternary palaeogeography and changes of the polar environment, str. 51-57, Lublin 1998.
• [4] Mularz S., Ciołkosz A.: Badania powierzchniowych zmian termiki gruntu rejonu złoża siarki w Grzybowie metodą termowizyjną. Prace Instytutu Geodezji i Kartografii, Tom XXIV z. 1/55, 1977.
• [5] Mularz S., Tokarczyk A., Tokarczyk R.: Termowizyjne badania skarp kopalni odkrywkowej węgla brunatnego. Zeszyty Naukowe AGH, Geodezja Nr 84, 1984.
• [6] Mularz S.: Termowizyjne obserwacje skarp w kopalni odkrywkowej. Fotointerpretacja w Geografii, Tom III z. 18, 1985.
• [7] Mularz S.: Badania termowizyjne gruntów zwałowych. Ochrona Terenów Górniczych Nr 80/2, str. 36-44, 1987.
• [8] Mularz S.: Thermal monitoring of a slope for geotechnical purposes. 6th Conf. on thermogrammetry and thermal engineering. Abstracts, t. 1. Budapest 1989.
• [9] Hejmanowska B., Mularz S, Sroka R., Stencel M.: Pomiary temperatury kinetycznej powierzchni gruntu przy użyciu cyfrowego termometru matrycowego. Mat. XXVII Międzyuczelnianej Konferencji Metrologów MKM '96, Tom 1, Wyd. Politechniki Często¬chowskiej, str. 204 - 209, 1996.
• [10] Mularz S., Wróbel Al.: Badania termowizyjne i powierzchniowe pomiary spektrometryczne. Praca zbiorowa: Termiczna charakterystyka górotworu w rejonie wysadów solnych, str. 49-60, Kraków 2003