Badanie rozkładu temperatury powierzchni terenu z wykorzystaniem zobrazowań termowizyjnych

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

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.