3.1.2　數據獲取

3.1.2.1　航天衛星遙感數據獲取

（1）高分辨率熱紅外遙感影像的獲取分析

為了構建和校正溫度場反演模型，在模擬油庫火災外場實驗監測時，選擇空間分辨率相對較高的××衛星的紅外相機（波譜范圍8～10μm，空間分辨率10m），通過分析計算衛星的準確過境時間，選擇在天氣晴好的條件下進行模擬油庫火災實驗，通過衛星姿態控制和編程，獲取了模擬油庫火災實驗熱紅外遙感影像，成像時間為2月5日15時，如圖3.9所示。

（2）多光譜遙感影像概況

本研究采用××衛星，其他衛星也可以用于油庫火災污染監測。自1962年TIPOS-Ⅱ發射成功，星載遙感儀器開始為地表溫度反演研究提供熱紅外遙感數據，NOAA系列衛星、Landsat系列衛星、Terra/Aqua系列衛星等國外衛星，風云系列氣象衛星、中巴資源衛星、環境衛星等國內衛星，上面搭載的遙感儀器源源不斷地提供可用于地表溫度反演的熱紅外遙感數據。這幾種常用遙感器的通道特性總結如表3.2所列。

3.1.2.2　航空無人機遙感數據獲取

本實驗采用Microdrones MD4-200四旋翼無人飛行器系統，如圖3.10所示。

為了較好地滿足實驗要求，MD4-200四旋翼無人機攜帶了四款機載傳感器，如圖3.11所示。

①數碼相機：1200mp，37～111mm，F2.5～5.4。

②日光型彩色攝像機：480TV Lines PAL。

③微光黑白攝像機：0.0003Lux。

④570TV Lines PAL，F1.4。

⑤紅外熱成像攝像機：7～14μm，625TV Lines PAL。

本次試驗中，無人機主要承擔的監測任務是在油庫火災模擬實驗場上空飛行執行監測任務。具體任務如表3.3所列。

3.1.2.3　地面數據采集系統

（1）采樣系統

油料燃燒后，火場附近以及燃燒產物的氣體溫度很高，檢測設備不能靠近火場，也無法直接采樣檢測。因此，實驗中需對高溫污染物進行遠程抽樣和冷卻。自制采樣系統由采氣裝置、冷卻裝置、空氣壓縮泵、輸送管等組成，結構如圖3.12所示。

采氣裝置由?0.25m×3m的鋼管和支架組成，可進行定點、高溫場或火焰區域污染氣體采集；冷卻裝置為浸入水中的?0.08m×1.5m黃銅管；空氣泵為膜片式空氣壓縮泵，可將樣氣輸送至檢測設備。

（2）傳感器支架

為了能夠布置溫度傳感器和熱輻射傳感器，專門設計制作了10個可拆卸、組裝的傳感器支架。每個支架上間隔0.5m預設有孔，可根據高度需要布置不同高度的多個傳感器。這些支架之間設計有對接頭，可以實現多個支架的串聯對接，從而可以將傳感器布置在更高的高度，如圖3.13所示。

數據采集系統主要由溫度在線檢測系統、污染物濃度測試系統、輻射熱流計、現場視頻采集系統等組成。溫度在線檢測系統由熱電偶、采集模塊和接口轉換模塊、數據采集計算機組成，檢測系統結構示意圖和系統組件如圖3.14和圖3.15所示。

其中，熱電偶采用鎧裝的鎳鉻-鎳硅K型熱電偶，精度±0.75%t，適用于-200～1300℃范圍的溫度測量。數據采集采用ADAM4018采集模塊。在數據采集計算機終端，采用MCGS組態軟件完成現場數據的采集與監測、前端數據的處理與控制。在本次實驗中，溫度數據連續采集、保存時間間隔為2s，采集軟件界面如圖3.16所示。

（3）輻射熱流計

采用輻射熱流計對火場周圍熱輻射的強度以及破壞性進行定量檢測。輻射熱流計由以色列Fourier公司的DaqPRO數據記錄儀和美國ITI公司的HT50高溫輻射熱流傳感器組成，如圖3.17所示。

（4）氣體污染物濃度監測設備

氣體污染物濃度監測設備包括地面與空中兩部分，其中地面部分通過近火源處的煙氣采集系統收集煙氣，對煙氣中的氣體污染物濃度進行測定，采用監測儀器為德圖儀器TestoT350加強版煙氣分析儀，監測項目包括CO、NO、NO_x、HC、SO₂。空中部分采用了高程達50m的消防云梯作為實驗臺架，將檢測儀器送入空中并固定位置，對火盆上空煙氣中的氣體污染物濃度進行測定，監測儀器為PGM7840型復合式氣體檢測儀，監測項目為CO、NO、SO₂，如圖3.18所示。

（5）現場視頻采集設備

實驗現場采用漢邦高科HB8600數字硬盤錄像機和高清監控攝像機進行實時監控，如圖3.19所示。

通過現場視頻采集設備，可對模擬火災現場的火焰、煙霧、風向等信息進行實時記錄。結合溫度在線采集設備、輻射熱流計、廢氣分析儀等設備所采集的數據，構建模擬油庫火災現場污染物、熱輻射、溫度場、流場等的三維模型。