药芯焊丝焊接过程光谱特征波段分析与选择

针对某型自保护药芯焊丝设计焊接工艺试验,利用光谱仪和专用分析软件研究焊接过程中电弧等离子体辐射光谱分布曲线,对其在各谱段的分布特征进行分析,认为紫外波段的光谱曲线波长较短且衰减严重;可见光波段整体相对辐射强度较高,特别是在绿光和黄光区域尤为强烈,在红光区域电弧光谱相对强度较为稳定;在近红外波段电弧光谱辐射强度逐渐下降.综合考虑不同的应用对象,可见光波段适用于电弧等离子体物理本质研究,自保护药芯焊丝电弧等离子体和熔滴过渡的检测适合采用红光光谱窗口,而焊缝跟踪等则适合采用近红外或者红光光谱窗口.     

长江口水质MERIS卫星数据遥感反演研究

【目的】获取准确的水质参数分布情况,进而对水质参数与动力作用复杂的河口水域环境进行综合评价。【方法】利用2011年5月30组长江口水域的遥感反射率数据,在尝试多种波段组合以及不同函数形式后,针对叶绿素a浓度和总悬浮物浓度分别建立最优经验反演模型。【结果】对总悬浮物浓度,波段差值(634~644nm)的二次函数形式最优,决定系数R~2为0.837,均方根误差(RMSE)为0.226mg·L~(-1),利用独立的验证样本得到平均绝对百分比误差(MAPE)为58.2%。对叶绿素a浓度,波段比值(650nm/644nm)的二次函数形式最优,R~2为0.552,RMSE为0.486mg·m~(-3),利用独立的验证样本得到MAPE为66.2%。将模型运用于2011年5月MERIS卫星数据,反演出长江口水域叶绿素a浓度与总悬浮物浓度空间分布图,叶绿素a浓度呈现出从河口向外海逐渐减少的趋势,最大值出现在舟山群岛附近。总悬浮物浓度呈阶梯状向外海减少。【结论】通过评价参数可看出,总悬浮物浓度反演模型对总悬浮物浓度反演效果较为准确,而叶绿素a浓度反演模型显示对叶绿素a的反演浓度较低。     

野鸭湖湿地牛鞭草不同覆盖度的光谱特征分析

采用导数法和包络线去除法,分析了不同覆盖度牛鞭草的光谱特征.结果表明,不同覆盖度的牛鞭草在绿光波段出现反射峰,在红光波段出现吸收谷,近红外波段处具有"红边效应".不同盖度的牛鞭草光谱反射率的差异主要体现在绿光(520～600 nm)和近红外波段(760～900 nm).在近红外波段范围内,反射率随覆盖度的增加而增大,两者呈极显著正相关(P<0.01).此外,红光波段比蓝光波段有更为强烈的吸收效应.我们的研究表明,高光谱遥感可以有效地应用于湿地植物覆盖度或与之相关的生长情况的监测之中.     

基于探测器法的光辐射源光谱辐射照度检测

黑体辐射器法和辐射探测器法是目前检测光辐射源光谱辐照度的常用方法,由于其检测系统庞大、操作要求高,从而限制了光辐射技术在工程应用中的发展。为此,提出采用探测器进行量值传递标定光辐射源光谱辐照度的方法。以黑体辐射理论为基础,采用辐照度测量方法标定P3207型红外探测器,并利用该探测器检测由PY12-20型卤钨灯构成的光辐射源。实验搭建了由光辐射源、快门及光阑组件和探测器组件组成的光辐射源测量装置。     

线光源平板降膜光催化反应器表面光辐照度分布的研究

采用简化的线性光源球面辐射模型,导出了线光源平板降膜光催化反应器液膜表面光辐照度和辐射能通量的计算公式。对表面光辐照度和辐射能通量进行了无因次化理论分析,在反应器面积一定的情况下,计算了不同线光源长度、灯距和反应器长宽比等因素影响下液膜表面的光辐照度分布和光利用率。结果表明:在线光源和平板反应器的诸参变量中,灯距是最敏感的参变量,逐步增大灯距可使光辐照度分布趋于均匀,但光利用率却随之迅速下降,因此需权衡利弊确定合适灯距。比较了实验条件下反应器中部和边缘液膜表面紫外线灯管照射下的光辐照度测量值和光辐照度理论计算值,二者基本相符。     

面曝光快速成形系统中紫外光辐照度分布研究

为了提高面曝光快速成形系统的零件制作精度,研究视图平面上的紫外光辐照度分布规律.采用最小二乘法,对实验数据进行拟合,建立了紫外光辐照度随视图平面位置坐标和灰度值变化的关系模型.并利用该模型对视图平面上紫外光分布进行了均匀化处理.处理结果表明,通过灰度调制可以得到比较均匀的辐照度分布.     

三峡小江回水区水体光学特征及分析

为探讨三峡水库运行初期小江回水区水体的光学特性,研究了2008年1月至12月期间小江回水区5个断面可见光衰减系数Kd(PAR)与透明度的时空分布特征及二者的相关性,进一步分析了可见光衰减系数与透明度、悬浮物浓度、溶解性有机物及叶绿素等水质指标的相关关系。研究区域可见光衰减系数和透明度空间分布差异不明显,但季节变化显著。可见光衰减系数在0.23~4.82 m-1之间变化,均值为(1.03±0.07) m-1,冬季最高,夏季最低。统计分析表明,可见光衰减系数与透明度有显著的相关性(R2=0.7791),表明两者可相互反演。与总颗粒态物质浓度,总无机颗粒态物质浓度的相关性显著(R2 =0.728 5,R2=0.763 7),与溶解性有机碳有一定的相关性(R2=0.128 9),与叶绿素a相关性不明显(R2=0.006),分析表明总无机颗粒态物质是小江回水区水体光学特征的最主要影响因素。     

2005年夏季台湾海峡南部有色溶解有机物质吸收特征及其来源初探

2005年7月对台湾海峡南部有色溶解有机物质（CDOM）吸收特性的调查结果表明，CDOM在355nm波段的吸收值（ag（355）．紫外可见分光光度法）变化范围在0．02～0．27m^-1之间，平均0．13m^-,与大洋水体相近；光谱斜率Sg（拟合光谱范围300～500nm）为0．017～O．043nm^-1，平均0．022nm^-1,ag（355）的空间分布特征及其与盐度、叶绿素a的相关关系提示在本次观测期间．该海域有色溶解有机物质主要来源于现场生产，但东山以南近岸表层水中陆源影响为显著．与浮游生物活动有关的紫外区波段（300～350nm）强吸收信号的出现，进一步说明了该海域有色溶解有机物质现场生产机制的重要性．     

基于半分析模型的叶绿素a浓度估算

为监测江苏省常熟市昆承湖的水质状况,以2009年5月在湖区实测的AsD高光谱遥感数据和实验室的分析数据为依据,采用三波段半分析模型估算叶绿素a的浓度.结果表明,三波段法比归一化实测光谱波段比法、实测光谱一阶微分法的估算精度更高.三波段法通过分析叶绿素a、悬浮物、黄色物质、纯水的固有光学特性,优化这三个特征波段的位置组合...     

冬小麦典型多参量冠层高光谱反演的光谱指标敏感性研究

高光谱遥感反演作物参量多集中在单一参量研究上,缺乏多参量综合反演研究。因此,面向多参量反演,需要对传感器参数的有效设置,以及同一指标对不同参量的适宜程度进行综合研究。以冬小麦为例,通过实测冠层光谱反射率和LAI、叶绿素、氮素含量数据,分析了中心波长、波段宽度、信噪比等指标的变化对各参量定量模型的影响,及光谱指标对LAI、叶绿素和氮素定量模型反演的敏感性和有效性,以及对冬小麦典型参量高光谱遥感反演的光谱指标进行了综合性分析。结果表明:反演冬小麦LAI的最佳植被指数为DVI(R~2=0.457,RMSE=0.614%),对应的最佳指标为:中心波长为768 nm和732 nm,波段宽度在5 nm以内,信噪比大于70 d B;反演冬小麦叶绿素的最佳植被指数为MSR(R2=0.554,RMSE=0.548%),对应的最佳指标为:中心波长为768 nm和736 nm,波段宽度在5 nm以内,信噪比大于70 d B;反演冬小麦氮素的最佳植被指数为NDVI_(g_b)(R~2=0.733,RMSE=0.600%),对应的最佳指标为:中心波长为500 nm和454 nm,波段宽度为5 nm以内,信噪比大于70d B。植被指数SAVI在一定波段范围内可同时反演LAI、叶绿素和氮素;MSAVI、DVI、RDVI和NDVI均可在一定波段范围内同时反演LAI和叶绿素含量,而反演LAI和氮素含量的适宜波段以及反演叶绿素和氮素的适宜波段存在差异。利用高光谱植被指数可实现作物参量的有效反演,且作物参量的定量反演对不同的光谱指标,即中心波长、波段宽度和信噪比具有较强的敏感性。     

纳木措水体中辐射衰减特性的初步研究

文章利用纳木措水体中实测的辐射数据,即湖体在波长305nm、312nm和320nm的平均光谱漫衰减系数分别为O．39m6-l,0．40m^-1和O．34m^-1,光合有效辐射的平均漫衰减系数为0．14m^-1。初步分析了纳木措水体中紫外线和光合有效辐射的衰减特性。     

滇池不同空间分布水体的高光谱特征差异分析

滇池作为污染十分严重的高原湖泊之一,其水质监测工作备受关注.利用高光谱遥感监测水质,便于动态长期监测并能找出污染源及其空间分布差异.因此,文章基于珠海一号高光谱卫星数据,从空间尺度上,分别选取滇池内部不同区域的水体进行高光谱试验分析比较.试验结果认为:①研究区草海和外海水体在近红外波段内反射率差异最大,可用于2类水体的识别与提取,以及对水体内叶绿素含量进行初判断;②研究区入湖口和出湖口位置的水体光谱曲线在880～940 nm范围内变化异常,可用于2处水体的识别与提取,并推测因水体中悬浮物颗粒影响改变了变化趋势;③湖心和湖岸带水体在近红外波段内,反射率差值先增至最大再逐渐减小,可根据此光谱特征实现2个区域水体的识别与提取,并推测可能是由于水体内悬浮物体积浓度影响导致光谱差异.综上所述,近红外波段有很好的光谱响应特征,可以较好地反映并识别湖泊的不同空间分布差异.同时,对于水环境条件差异也可以进行更好地判断.     

转光农膜的光谱特性分析

测试分析了转光农膜的透光值、辐射强度、量子流密度等光谱特性,并给出了北京地区自然光和转光膜透过光的光谱分布。分析表明:转光剂的引入使透光值提高1.39％～1.75％,透过光中紫外光和绿光减少,红光辐射强度提高可达4.69％;提出农膜转光值表征方式,得到620nm处的红光转光值为2.0％～6.9％,340nm的紫外光为—0.5％～—2.7％。北京地区自然光及试验膜透过光辐射分布呈不均匀状态,600～660nm橙红光较为充足,在可见光中占29.16％,绿光占23.11％,而紫外光含量仅占300～1100nm日光辐射的0.27％。     

扬花期冬小麦冠层叶绿素含量高光谱遥感反演

通过分析扬花期冬小麦冠层光谱反射率与叶绿素含量的相关性,选取491、577、698和780 nm作为特征波段,利用其构建了归一化植被指数、差值植被指数、比值植被指数、三角形植被指数和增强型植被指数,分析光谱指数与叶绿素含量之间的相关性,并基于PROSPECT模型模拟的不同叶绿素含量(5～80μg·cm~(-2))下的5 nm叶片光谱反射率数据,分析评价光谱指数对叶绿素含量变化的敏感性;再将五种光谱指数与叶绿素含量进行回归分析,构建叶绿素含量反演模型;最后利用验证数据对光谱指数反演模型进行真实性检验.结果表明,选取的五种光谱指数与叶绿素含量均具有显著相关性,其中SRI和EVI反演效果较好,决定系数R2分别为0.73和0.74,且预测值和实测值具有较好的拟合效果,其余指数反演效果较差.SRI对叶绿素含量具有较好的相关性和敏感性,表明其在全生育期冬小麦叶绿素含量反演中更具潜力.本研究可为其他农作物叶绿素含量反演提供研究思路和参考借鉴.     

水下无线光通信系统模型分析

水下无线光通信系统与现行的水下声波通信系统相比,具有传输速率更高,隐蔽性更强,抗干扰性更好等优点,但由于光在水下的衰耗较大,通信距离不如后者。本文首先讨论了不同水体中水下光传播的光学衰减系数K和漫衰减系数c的分布特点,给出了衰减系数的简化公式,并作定性的分析,在此基础上简单分析了水下光通信系统的组成和主要性能参数。最后,提出发展水下无线光通信系统的构想。     

面向GF-5卫星高光谱传感器的浑浊水体叶绿素a浓度反演算法研究——以鄱阳湖为例

为了分析即将发射的高分5号卫星(GF-5)的高光谱数据在内陆水体水色遥感中的应用潜力,以鄱阳湖为研究区域,利用2009年、2011年和2016年共134组现场实测光谱及其对应的叶绿素a、总悬浮物浓度数据,考虑高浑浊水体引起的叶绿素a浓度变化的光谱响应差异,在进行水体光学分区基础上通过光谱模拟与差分处理开展了叶绿素a浓度跨阶分高光谱反演研究.结果表明：1)进行光学分区有利于提高反演精度,非高浑浊水体(NDCI≥0.06)区域,反演模型判定系数R2达到0.82,均方根误差RMSE为1.12,平均相对误差MRE为0.32,而不进行光学分区的全湖区反演建模R2仅为0.37;2) 相较于鄱阳湖前期研究得到的最优多波段反演模型(R2＝0.76),利用495、591、675、679、684、688、692和696 nm等波长的原始光谱以及差分光谱(一阶差分、二阶差分)建立的跨阶分多波段组合模型可以更有效地反演非高浑浊水体叶绿素a浓度(R2＝0.82),但对于高浑浊水体(NDCI<0.06),叶绿素a浓度的高光谱反演能力还需要进一步挖掘.     

萘醌溶液的吸收和荧光光谱分析

研究了萘醌的吸收光谱特性和紫外光激励下的荧光光谱特性,分析了吸收光谱和荧光光谱随萘醌浓度改变的变化规律及两种光谱技术检测萘醌的工作曲线和检测限。结果显示,萘醌溶液对波长245 nm的紫外光有强烈的吸收,在331 nm处有次吸收峰出现,且吸收峰的强度随溶液浓度的降低(10→2μM)呈线性衰减。萘醌吸收光后有较好的荧光发射性能,在250~600 nm波段有明显的荧光发射,荧光峰位于423 nm处。最佳激励波长为306 nm,荧光峰的强度随溶液浓度的变化(10→2μM)呈线性分布。萘醌浓度梯度的吸收和荧光光谱分析结果显示,两种检测方法对于萘醌的检测限均为2μM。     

光照强度和波长对底栖藻类种群生长的影响(Ⅰ)——光合色素的变化

在自然水体中首先让底栖藻类在透明人造丝膜附着装置上定居着生５周,然后移至实验室培养．测定初始的叶绿素ａ和脱镁叶绿素后,对底栖藻类进行３个不同光照强度的全光照处理（２９．１,１１．０和５．５Ｗ／ｍ２）和３种不同光照波长的处理（红光、蓝光和绿光）．处理期间温度和水流保持一致．在所有光照处理下底栖藻类体内叶绿素ａ的含量表现出稳定增长的趋势,在第二周末达到最高值,在第三周开始急剧下降．研究发现,光照强度与底栖藻类的生长呈负相关,这与高光照强度对藻类细胞内光合色素的破坏有关．在不同光照强度的全色光下,叶绿素ａ的含量的变化是由于所研究的底栖藻类对光照强度的反应存在着“小球藻型”“小环藻型”和过渡类型所致．强光引发的藻类细胞的“失绿”亦是由于叶绿素ａ含量减少的原因．由于红光能增加光合作用的效率,促进藻类细胞叶绿素ａ的合成等生物合成过程,在红光的处理下藻类细胞内叶绿素ａ的含量达到最大值．而在绿光下底栖藻类种群的生长速度居中．     

基于LS-SVM和高光谱技术的玉米叶片叶绿素含量检测

为实现玉米叶片叶绿素含量的快速无损测定,采集不同氮素水平的玉米叶片,制备校正集样本60个,验证集样本16个,获取400～1 100 nm波段范围的高光谱数据和相应叶绿素含量.采用变量标准化、13点平滑、一阶导数3种预处理方法结合,根据相关系数图谱选择470～760 nm波段作为光谱数据分析对象;利用最小二乘支持向量机建...     

基于粒子群和神经网络的珠江口叶绿素a浓度反演

由于近岸河口地区水体复杂的光学特性,以往Ⅰ类水体的叶绿素a反演方法已不再适用.因此,文章提出基于粒子群和BP神经网络的近岸河口地区复杂水体叶绿素a定量反演方法.利用2015年11月以及2016年5月2次现场实测高光谱和水体叶绿素a浓度数据,对光谱数据进行平滑处理,建立叶绿素a浓度的PSO-BP神经网络反演模型,并与波段比值、三波段、改进三波段和四波段反演模型进行对比分析.结果表明,经过粒子群优化的BP神经网络模型反演精度最高,模型总体相对误差低于20%,比常规波段组合模型更适合近岸河口复杂水体的叶绿素a反演;改进三波段和四波段模型的拟合效果较好,但易出现较大偏差,在近岸河口类复杂水体估算能力有限.