紅外線(xiàn)量測(cè)技術(shù)是利用氣體分子吸收特定波長(zhǎng)紅外線(xiàn)之特性，比對(duì)紅外線(xiàn)吸收?qǐng)D譜與標(biāo)準(zhǔn)圖譜，即可判斷氣體之種類(lèi)。而物種濃度則遵循比爾定律（Beer’s Law），利用氣體分子吸收強(qiáng)度與濃度成正比的關(guān)系，計(jì)算光譜的吸收強(qiáng)度即可得知。

探索與探詩(shī)環(huán)境需要有方法，大體來(lái)說(shuō)，有接觸式的方法(in situ sensing)與遙測(cè)式的方法(remote sensing)兩種。前者是將測(cè)定儀器設(shè)備置於被測(cè)物中（內(nèi)），“接觸”到被測(cè)物，后者系間隔距離來(lái)檢（偵）測(cè)被測(cè)物。遙測(cè)或稱(chēng)遙感探測(cè)，因?yàn)楸粶y(cè)物與儀器設(shè)備之間存有空間，所以通常需要組成一遙感探測(cè)系統(tǒng)。將觀(guān)察到的資訊以物理方法，透過(guò)媒介與中央處理器連結(jié)，并多以自動(dòng)化的型態(tài)傳達(dá)、收取。一般言，遙感探測(cè)方法累積的資料遠(yuǎn)多於接觸方法，常需要藉助高效率的處理器材與分析工具，因此電腦是不可或缺的，適當(dāng)?shù)能涹w是必備的。雖然遙測(cè)測(cè)值因環(huán)境的干擾有其先天上的限制，另具有資料量大、物理性而無(wú)化學(xué)性測(cè)定、資料解析度受限、及組件衰退等缺點(diǎn)，同時(shí)必需發(fā)展特定解析技術(shù)及資料展現(xiàn)型式以為配合，但是隨著硬體科技的進(jìn)步及軟體的改良，今日的遙測(cè)準(zhǔn)確性及精確已顯著提高。相對(duì)的，遙測(cè)系統(tǒng)具有若干傳統(tǒng)方法所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，以天氣檢測(cè)為例至少有以下六點(diǎn)：(1)儀器設(shè)備勿須攜至被測(cè)介質(zhì)中（內(nèi)）即可測(cè)定，（2）遙測(cè)系統(tǒng)不影響被測(cè)參數(shù)原始狀況，(3)高度自動(dòng)化特性，(4)可對(duì)大氣做二度乃至三度空間的掃描，(5)可檢測(cè)傳統(tǒng)測(cè)定方法難以捉摸或較精致的參數(shù)并予直接輸出，及(6)在時(shí)空上具相當(dāng)程度的解析度。由於完備的遙測(cè)系統(tǒng)多以電腦進(jìn)行自動(dòng)化作業(yè)，亦能夠持續(xù)地接收與整理所測(cè)定的資料，時(shí)效掌握頗佳。

遙感探測(cè)可以在三種不同的作業(yè)平臺(tái)操作，即地面觀(guān)測(cè)(ground observation platform)、飛行器般空觀(guān)測(cè)(airbrne observation platform)、及太空觀(guān)測(cè)(spaceborne observation platform)。后者包括衛(wèi)星、太空梭及太空站等的觀(guān)測(cè)。不同的作業(yè)平臺(tái)各有其優(yōu)缺點(diǎn)與限制，也各有其應(yīng)用的范圍與價(jià)值。一般來(lái)說(shuō)，地面遙感探測(cè)是般測(cè)及太空遙測(cè)的基本，建立起被測(cè)物的基本（礎(chǔ)）資料庫(kù)。以幅射譜層析為例而言，農(nóng)作物的地面光譜資料庫(kù)建立之后，才能更為精確的判讀、解析航測(cè)及太空遙測(cè)收取的影像光譜。地面遙測(cè)可以在田間及實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，提供被測(cè)物基礎(chǔ)物理特性及被測(cè)物與儀器設(shè)備間交感的資料，同時(shí)亦能從事其他地面遙測(cè)試驗(yàn)研究。常見(jiàn)的地面遙測(cè)研究有兩類(lèi)，其一為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的物體反射及放射光譜的測(cè)定其二為物體或環(huán)境事件在不同環(huán)境狀況下的譜特徵曲線(xiàn)檢測(cè)。

現(xiàn)在遙感探測(cè)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用於許多產(chǎn)業(yè)的日常運(yùn)轉(zhuǎn)，如農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、土木營(yíng)造業(yè)、公共事業(yè)（電力、瓦斯、自來(lái)水等）、化工業(yè)等經(jīng)濟(jì)性活動(dòng)，甚至於航空、醫(yī)學(xué)、軍事氣象等多樣化的層面。然而國(guó)內(nèi)甚至應(yīng)用遙感探測(cè)技術(shù)於農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，尤其是農(nóng)作物的生產(chǎn)，亟待開(kāi)發(fā)、利用。

遙測(cè)所觀(guān)察到的資料系以(1)電磁能(electromagnetic energy)，(2)聲（音）波(acoustic waves),及/或(3)力場(chǎng)(force fields)等物理方法連接與傳達(dá)，再經(jīng)適當(dāng)?shù)馁Y料轉(zhuǎn)換、整理與分析后呈現(xiàn)（或還原）被測(cè)物或環(huán)境事件的原貌。以電磁能傳遞遙測(cè)資訊是最常用的一種，快速、正確而勿須藉助傳導(dǎo)介質(zhì)，更重要的是可以同時(shí)長(zhǎng)距離傳遞大量的資料而不改變其本質(zhì)。凡物體溫度高於絕對(duì)零度（-273℃)者，其能量即可以光輻射（即電磁能）的形式釋出或放射，故可稱(chēng)為電源(electromagnetic source)或輻射體(radiator).無(wú)論是自然的或人工的輻射體，其輻射的類(lèi)別不外以下三種：(1)連續(xù)性波長(zhǎng)的寬波段輻射，(2)連續(xù)波長(zhǎng)的窄波段或單一波段的輻射，及(3)單一波長(zhǎng)的輻射(Bzrrett znd Curtis,1982)。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)電磁能輻射（光輻射）具有一些重特徵（性），而發(fā)展出光波模式 (the wave model)及光子模式(the particle model)來(lái)解釋。簡(jiǎn)單的說(shuō)，光輻射以光波的形式直線(xiàn)前進(jìn)，光速不變而波長(zhǎng)(wavelength)與頻率(frequency)成反比；光輻射由帶有能量的光子束(quantum或photon)組成，光能與頻率成正比而與波長(zhǎng)成反比。電磁能輻射光譜以波長(zhǎng)或頻率而言都非常的寬廣，光能分布差異亦甚大，端視能量（溫度）的高低而定。人眼所能見(jiàn)到的僅僅一小部份，稱(chēng)為可見(jiàn)光(visible light)，所涵蓋的波長(zhǎng)稱(chēng)為可見(jiàn)光波段(visible spectrum)，約在0.4-0.7μm之間，依人眼色譜可慨別為紅(red)、橙(orange)、黃(yellow)、綠(green)、藍(lán) (blue)靛(indigo)、紫(violet)等七波段。

利用電磁能輻射（光輻射）的特性?？茖W(xué)家研發(fā)出四類(lèi)獨(dú)特的檢（偵）測(cè)器 (sensors)以分別感受可見(jiàn)光波段、紅外線(xiàn)波段、微波波段(microwave)、及雷射雷達(dá)波段(laser radar-active，從ultraviolet至near infrared) 於遙感探測(cè)。并依波段的寬窄與數(shù)目，發(fā)展四種不同功能的檢（偵）測(cè)儀器設(shè)備：(1)連續(xù)性波長(zhǎng)的寬波段(broad waeband)，(2)連續(xù)性波長(zhǎng)的窄波段(narrow waveband)或單一波長(zhǎng)，(3)雙波段(bispectra),及(4)多波段(multispectra)。因此，遙感探測(cè)技術(shù)可分為四大項(xiàng)： (1)航空照像(aerial photographic surveys)，(2)多色層光譜遙測(cè)(multispectral sensing)，(3)雷達(dá)遙測(cè)(radar sensing)，及(4)熱紅外線(xiàn)遙測(cè)(thermal infrared sensing)。其中，輻射光譜層析技術(shù)主要乃檢（偵）測(cè)電磁能輻射的紫外光、可見(jiàn)光及紅外線(xiàn)波段，紅外線(xiàn)熱像技術(shù)則系檢（偵）測(cè)熱紅外線(xiàn)波段。

輻射光譜層析與紅外線(xiàn)熱像技術(shù)

輻射體電磁能輻射的波長(zhǎng)與輻射強(qiáng)度關(guān)系即為其光譜特徵，所描繪出的關(guān)系曲線(xiàn)稱(chēng)為光譜特徵曲線(xiàn)或稱(chēng)光譜指紋。如前述，任何溫度高於絕對(duì)零度的物體皆為輻射體，都具有光譜指紋。但是光譜指紋受到溫度及環(huán)境的影響，惟在特定的環(huán)境及固定的溫度下有其獨(dú)特的光譜指紋。利用此一性質(zhì)，吾人可據(jù)以判斷、區(qū)分出輻射體的種類(lèi)，亦可評(píng)估、分析輻射體的特性及遭受環(huán)境的影響。以輻射光譜層析儀 (spetroradiometer)檢（偵）測(cè)輻射體釋放出的電磁能（光輻射），追蹤電磁能隨時(shí)空的變化，即可探索與探討輻射體在環(huán)境中的表現(xiàn)，研究輻射體與環(huán)境的關(guān)系。此輻射體若為農(nóng)作物，那麼就能觀(guān)察農(nóng)作物的生產(chǎn)表現(xiàn)。有機(jī)會(huì)及時(shí)采行因應(yīng)調(diào)整措施與策略，預(yù)防、避免或降低逆境的危害。以紅外線(xiàn)熱像儀 (infrared thermal imaging radiometer)檢（偵）測(cè)輻射體釋放出的熱紅外線(xiàn)波段，監(jiān)視紅外線(xiàn)的改變與趨勢(shì)，可估測(cè)輻射體溫度變異。若為農(nóng)作物，可觀(guān)察農(nóng)作物的點(diǎn)、線(xiàn)、面的溫度變化，推測(cè)環(huán)境對(duì)農(nóng)作物的影響。

輻射光譜層析技術(shù)

輻射光譜層析技術(shù)著眼於作物本身及作物覆蓋的反射光譜層析，以追蹤作物的生育、對(duì)逆境的反應(yīng)、及因應(yīng)的徵狀，從而了解作物整體的表現(xiàn)與逆境造成的效應(yīng)。在地面遙測(cè)上，此一技術(shù)利用輻射光譜層析儀測(cè)定人射光之光譜特徵曲線(xiàn)（光譜指紋），分析入射光之不同波長(zhǎng)（或波段）之光輻射強(qiáng)度，經(jīng)配合預(yù)先建立之被測(cè)物光譜圖譜（或稱(chēng)資料庫(kù)），以判斷、區(qū)分、及評(píng)估被測(cè)物之種類(lèi)、性質(zhì)及當(dāng)時(shí)狀況。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用極廣，如各種農(nóng)業(yè)災(zāi)害所造成農(nóng)物的損失估計(jì)（包括受災(zāi)范圍與受害程度）；農(nóng)業(yè)氣象上檢（偵）測(cè)農(nóng)作物受到氣象環(huán)境的影響；作物逆境研究上檢（偵）測(cè)逆境種類(lèi)、范圍與程度及農(nóng)作物的反應(yīng)；土壤學(xué)上區(qū)分農(nóng)田種類(lèi)及外在環(huán)境造成的改變等。由於環(huán)境與環(huán)境物件隨時(shí)空而異，因此輻射光譜的測(cè)定宜在相類(lèi)似的背景進(jìn)行，以利比較、分析。以農(nóng)作物而言，因作物隨著生育的進(jìn)展，植株大小、顏色、株型、及幾何排列與分布皆隨之改變，故建立作物全生育期的輻射光譜是必需的，以此作為基本資料庫(kù)（基礎(chǔ)圖譜）與判斷的基準(zhǔn)。其次，作物對(duì)不同的逆境與不等的逆境程度反應(yīng)不一，呈現(xiàn)的特徵波段或有不同，變化趨勢(shì)各異，倘能收集各種逆境下的光譜，應(yīng)用的層面將更加擴(kuò)大。

紅外線(xiàn)熱像技術(shù)

紅外線(xiàn)熱像技術(shù)系利用紅外線(xiàn)熱像儀測(cè)定物件（如農(nóng)作物）及環(huán)境影像之熱紅外線(xiàn)（如8-12μm或3-5μm）與其強(qiáng)度，運(yùn)用影像轉(zhuǎn)換技術(shù)將此測(cè)得之紅外線(xiàn)以溫度影像呈現(xiàn)，以了解被測(cè)物件及環(huán)境之溫度高低與分布（其中溫度系以所測(cè)得紅外線(xiàn)來(lái)計(jì)算），包括分析、估算、及預(yù)測(cè)被測(cè)物之體表溫度與未來(lái)溫度演變趨勢(shì)。測(cè)值再經(jīng)比對(duì)正常狀況時(shí)被測(cè)物體表之溫度與分布，便可了解被測(cè)物之異常程度與范圍。因此，凡具有溫度或作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生、消耗、或傳導(dǎo)熱（量）的系統(tǒng)，均適用紅外線(xiàn)熱像技術(shù)予測(cè)溫。高性能的紅外線(xiàn)熱像技術(shù)予測(cè)溫。高性能的紅外線(xiàn)熱像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用以下特點(diǎn)：(1)具有高速掃描的功能，(2)具有高空間解析度，(3)具有準(zhǔn)確的溫度測(cè)值，(4)具有清晰、一致的影像顯示，(5)能在各種環(huán)境下進(jìn)行溫度測(cè)定，(6)屬於破壞性檢（偵），及多用途之應(yīng)用功能。

由於紅外線(xiàn)熱像技術(shù)具有監(jiān)視辨識(shí)、遙控偵測(cè)、及非破壞檢測(cè)等功能，如前述已被廣泛應(yīng)用於如光化學(xué)物理、工程、電子、機(jī)械、醫(yī)學(xué)、軍事及農(nóng)學(xué)等研究領(lǐng)域及工業(yè)系統(tǒng)。在農(nóng)學(xué)或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)上，無(wú)論是乾旱造成植株溫度的改變、病蟲(chóng)害感染作物植株后引發(fā)的組織色變與溫度升降、植物生理的熱傳導(dǎo)、或是某種逆境狀況引起作物族群的大規(guī)模溫度變異，均可以紅外線(xiàn)熱像技術(shù)進(jìn)行探討、研究。然仍由於作物隨著生育的進(jìn)展，生理及形態(tài)殊異，亦須建立多樣的熱像資料庫(kù)作為定性與定量的比較。