【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 要將BcBc2換算成在同一相機(jī)參數(shù)下的灰度值，但這同時(shí)也改變了暗電流BdcBdc2，就不符合三亮度比差法的要求：Bdc1= Bdc2。為符合三亮度比差法的要求，使得Bdc1= Bdc2，在三個(gè)拍攝點(diǎn)拍攝物體的相機(jī)參數(shù)必須相同。32 基于三亮度比差法公式的誤差分析三亮度比差法公式： 假設(shè)測(cè)量得到B1的拍攝點(diǎn)與目標(biāo)物距離為R，拍攝測(cè)量得到B2的拍攝點(diǎn)與目標(biāo)距離為2R，拍攝測(cè)量得到B3的拍攝點(diǎn)與目標(biāo)距離為3R，則由三亮度比差法公式可轉(zhuǎn)化為： （21）若設(shè)上述參數(shù)為能見(jiàn)度測(cè)量所需真值，V’為周?chē)h(huán)境有所影響的情況下測(cè)得的能見(jiàn)度值。在此，影響包括在不同拍攝地點(diǎn)拍攝時(shí)相機(jī)暗電流、目標(biāo)物反射光、漫射光與背景光幅值的不同，但不考慮目標(biāo)視線方向天光亮度的差異（在章節(jié)51討論）、霧天拍攝、逆光測(cè)量（霧天拍攝、逆光測(cè)量的情況在章節(jié)34中討論）以及空氣中散射體不均勻的影響（在章節(jié)334討論）。對(duì)于存在測(cè)量誤差的能見(jiàn)度值，設(shè)B1’，B2’，B3’為周?chē)h(huán)境有所影響的情況下分別在拍攝距離R、2R、3R下測(cè)得的目標(biāo)視見(jiàn)亮度，能見(jiàn)度相對(duì)誤差為I，可得： ?。?2）即： （23）若B2’=B2，B3’=B3，設(shè)p為測(cè)量B1時(shí)允許的誤差，且。另設(shè)s=V/R，在能見(jiàn)度相對(duì)誤差在I的情況下，p與s的關(guān)系有： （24）若B1’=B1，B3’=B3，設(shè)q為測(cè)量B2時(shí)允許的誤差，且，在能見(jiàn)度相對(duì)誤差在I的情況下，q與s的關(guān)系有： (25)若B1’=B1，B2’=B2，設(shè)r為測(cè)量B2時(shí)允許的誤差，在能見(jiàn)度相對(duì)誤差在I的情況下，r與s的關(guān)系有： (26)對(duì)于能見(jiàn)度相對(duì)誤差I(lǐng)，舉DLVT100(M)型透射式能見(jiàn)度儀為例，其能見(jiàn)度相對(duì)誤差如表31所示：能見(jiàn)度測(cè)量誤差101000mI177。2%10002000mI177。5%20005000mI177。10%500010000mI177。15%表31 DLVT100(M)型透射式能見(jiàn)度儀的相對(duì)誤差其他類(lèi)型的能見(jiàn)度測(cè)量?jī)x器，諸如Vaisala公司的前向散射儀FD12測(cè)量誤差為2%4%，機(jī)載激光雷達(dá)的測(cè)量誤差為10%20%，相比而言，三亮度比差法的能見(jiàn)度相對(duì)誤差可以取在177。15%內(nèi)為宜。根據(jù)式（24）（25）（26），圖3圖32顯示了| p |,| q |,| r |分別在I=177。10%和I=177。5%的情況下與s的關(guān)系，并可以得出以下結(jié)論：圖33 s與p,q,r的函數(shù)關(guān)系（I177。10%） 圖34 s與p,q,r的函數(shù)關(guān)系（I=177。5%）1. 目標(biāo)物視見(jiàn)亮度允許誤差的絕對(duì)值| p |,| q |,| r |與能見(jiàn)度相對(duì)誤差的絕對(duì)值| I |變化趨勢(shì)相同，從而在對(duì)能見(jiàn)度要求更嚴(yán)格的情況下目標(biāo)物視見(jiàn)亮度的允許誤差更小。2. 相同能見(jiàn)度相對(duì)誤差范圍內(nèi)，目標(biāo)物視見(jiàn)亮度的允許誤差隨能見(jiàn)度與一倍拍攝距離的比值的變化趨勢(shì)相反。所以，在高能見(jiàn)度的情況下，對(duì)于測(cè)量環(huán)境的要求也就更嚴(yán)格。3. 若在某時(shí)拍攝目標(biāo)物，能見(jiàn)度V不變，為縮小s值，可以增加可變量R。所以，在觀測(cè)場(chǎng)地以及環(huán)境允許的情況下，可以盡量延長(zhǎng)拍攝距離以擴(kuò)大能見(jiàn)度測(cè)量的允許誤差。4. 若目標(biāo)物視見(jiàn)亮度的允許誤差| p |,| q |,| r |一定，B1 B1’、B2 B2’、B3 B3’與在不同拍攝距離下拍攝得到的目標(biāo)物視見(jiàn)亮度差有關(guān)，且變化趨勢(shì)相同。為擴(kuò)大B1 B1’、B2 B2’、B3 B3’的允許值，應(yīng)盡量增大B1 – B2 ，B2 – B3，B1 – B3的值。依據(jù)式（18）、（19）、（20），若改變相機(jī)參數(shù)提高相機(jī)通光量，B1 – B2，B2 – B3，B1 – B3也相應(yīng)增大。所以，在CCD線性范圍內(nèi)，可以盡量增加相機(jī)通光量，以擴(kuò)大能見(jiàn)度測(cè)量的允許誤差。5. 根據(jù)圖31，圖32，無(wú)論s取何值，p值始終大于r與q，且隨著s值的減小該趨勢(shì)越來(lái)越明顯。所以，在較低能見(jiàn)度的情況下，一倍拍攝距離下能見(jiàn)度測(cè)量的允許誤差比在兩倍、三倍處大，從而相對(duì)于在兩倍、三倍拍攝距離下拍攝，對(duì)拍攝環(huán)境的要求也就比較寬松。33 周?chē)h(huán)境331 目標(biāo)物反射光、漫射光和背景光 三亮度比差法的計(jì)算是基于各拍攝點(diǎn)漫射光、目標(biāo)物反射光和背景光強(qiáng)度相同的假設(shè)。故各拍攝點(diǎn)周?chē)沫h(huán)境、地形應(yīng)盡量相似，以保證漫射光強(qiáng)度相同；在不同拍攝點(diǎn)的拍攝時(shí)間間隔應(yīng)盡量短，從而日光強(qiáng)度變化不明顯，以保證三種光強(qiáng)在不同拍攝點(diǎn)變化幅度不大。若在日光底下或天光過(guò)強(qiáng)的環(huán)境下拍攝，過(guò)強(qiáng)的漫射光及漫射光的復(fù)雜性質(zhì)會(huì)導(dǎo)致相機(jī)CCD飽和而亮度虧損[14]，使測(cè)得值偏離真值，故應(yīng)在相機(jī)鏡口添加遮光罩；同時(shí)，為避免目標(biāo)物反射光的復(fù)雜性質(zhì)，目標(biāo)物的物理性質(zhì)應(yīng)盡量接近黑體。332 目標(biāo)視線方向的天光亮度差異對(duì)視線仰角的要求 三亮度比差法的計(jì)算是基于在不同拍攝點(diǎn)測(cè)量時(shí)目標(biāo)視線方向的天光亮度B0相同的假設(shè)，而在實(shí)際拍攝中由于地平線附近天空亮度大小在不同方位角、高度角存在相對(duì)梯度[9]，B0不可能完全相同。故盡量在同一直線上拍攝目標(biāo)物，這樣能避免因方位角而不同而導(dǎo)致的B0不同，而對(duì)于視線仰角的影響，只能盡量減少在不同觀測(cè)點(diǎn)拍攝視線仰角的差值。設(shè)視線仰角差為a，當(dāng)a小于c（某定值）時(shí)，能見(jiàn)度相對(duì)誤差在可以接受的范圍，拍攝點(diǎn)與目標(biāo)物的相對(duì)高度差為L(zhǎng)，拍攝點(diǎn)與目標(biāo)物的距離分別為R，2R，3R。a的位置如圖35所示。圖35目標(biāo)物與拍攝點(diǎn)的視線仰角差示意圖由圖35可知，視線仰角差a1與L、R的關(guān)系為： （27）由于tan a1tan c，有： （28）同理對(duì)于a2,有： （29）故相對(duì)高度差L與一倍拍攝距離R須滿足關(guān)系（L=0時(shí)，視線仰角差a=0，為一特例）： （30）根據(jù)California大學(xué)的SBDART(Santa Barbara DISTORT Atmospheric Ra—diative Transfer)程序的計(jì)算，在類(lèi)似于上海氣候及大氣情況的條件下（波長(zhǎng)550 nm；中緯度冬季大氣模式；復(fù)合地面反射率；城市型氣溶膠；地面能見(jiàn)度范圍1～50 km），能見(jiàn)度為1公里時(shí)，若c=1176。，%%,能見(jiàn)度為10公里時(shí)，若c=1176。，%%[17].333 空氣中散射體的不均勻性 Kochmieder公式是基