基于多通道窄带滤波阵列的微型多光谱成像仪

设计出一种基于多通道窄带滤波阵列的微型多光谱成像仪.系统根据推帚式成像光谱仪的原理进行设计,采用多通道窄带滤波阵列在后光学系统进行分光,利用高精度载物台驱动实验目标进行推扫成像,选用USB总线作为数据采集的微机接口.整个系统由宽光谱光源、普通光学镜头、分光滤波片、面阵CCD成像装置、载物台自动装置以及数据采集和控制模块等几部分组成.系统的光谱范围从760 nm到900 nm,共16个波段,光谱分辨率＜10 nm.系统具有同时获取不同波长光谱信息、结构紧凑、成本低、可靠性强和小型化等优点;不仅能够提供目标在近红外的单波段光谱图像,而且能够获得图像中任意像素的光谱曲线,实现光谱技术和成像技术的结合.     

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...     

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.     

全天空云识别阈值法的数值模拟初步研究

利用Libradtran辐射传输模式，分别计算不同能见度和不同云型分布条件下蓝红（450nm，650nm）波段辐亮度比值的全天空分布，分析得出云识别辐射比的最优阈值蓝红比为1.30.分析了选取该阈值时不同能见度下云的有效识别范围.结果表明近地平天空云识别误差较大.能见度小于2km时，阈值法进行云识别不可行.     

红外点源目标模拟器

研究了一种红外点源目标模拟器.该目标模拟器采用光谱滤光片对黑体发出的光波进行过滤,得到3～5μm波段的红外辐射;改变光栏孔的直径,模拟不同大小的目标;控制中性密度滤光片的不同透射比部分进入光路,得到不同辐射强度的目标,动态地控制目标红外辐射强度;转动方向镜控制目标在导引头视场内的位置,模拟目标的运动,实现了对红外目标运动特性的模拟.实验结果表明,该红外点源目标模拟器实现了对3～5μm波段红外动、静态目标的模拟,满足了某红外半实物仿真系统的实际需要.     

几种典型矿物的偏振高光谱特性研究

矿物和岩石的系统光谱学研究是当今高光谱遥感发展的基础。目前对矿物岩石光谱的研究主要集中在可见—近红外波段的传统光谱,基于两个波段（A：630~690 nm,B：760~1 100 nm）,波段范围不连续,同时观测数据的精度与目前常用的遥感数据源之间有一定的差距;利用高光谱对矿物的偏振反射特性目前还少有研究。文章在传统光谱测量基础上,利用偏振高光谱技术对矿物波谱进行实验,绘制波谱曲线图,直观表现矿物在偏振高光谱条件下的连续波谱特性,为遥感找矿技术提供新的发展方向。     

基于高光谱成像的不同花期薇甘菊特征分析及监测模型研究

薇甘菊是世界上危害巨大的杂草之一,入侵能力强,严重威胁当地生态系统.使用SOC710VP成像光谱仪获取薇甘菊不同花期高光谱数据,选取与薇甘菊不同花期显著相关的参数,建立不同花期监测模型.结果表明,盛花期和未开花期光谱反射率存在明显"绿峰"和"红谷",整体值大小依次为盛花期、未开花期、枯花期;一阶微分曲线在绿光波段、红边,未开花期、盛花期和枯花期均存在明显波峰,且值的大小依次为未开花期、盛花期、枯花期;在750～900 nm,盛花期和未开花期波峰、波谷出现波段范围大致相似,枯花期出现3个波峰,峰值依次减小;薇甘菊不同花期与光谱反射率及光谱一阶微分在529～671、734～744、770～786、791～796 nm和833～838 nm极显著相关,以NDVI、RVI、GI、DVI和HI特征参数构建的多元线性回归模型的拟合效果最佳.根据薇甘菊高光谱特征参数建立的监测模型,可有效地监测薇甘菊不同花期,研究结果可用于薇甘菊发生发展的监测.     

基于近红外光谱短波段的玉米品种鉴别研究

综合PCA、LDA和BPR提出了一种新的基于近红外光谱短波段的玉米品种鉴别方法.针对37个玉米品种的近红外光谱数据,以833nm作为起始波长,选取不同的截止波长,得到不同波段的数据,以此进行品种鉴别.实验结果表明:在833～1 087nm短波段,本文方法识别率达到97.60%,与全波段相比,波段范围缩小了84.71%,而识别率只下降2.16%.     

一种长波红外宽光谱长波通滤光片的优化设计

长波红外宽光谱长波通滤光片是光谱成像技术中重要的光学元件。论述了设计长波红外宽光谱长波通滤光片的设计原则和方法,并对这种长波红外宽光谱长波通滤光片优化设计进行了研究。根据等效折射率理论,以周期性对称膜系为基础,使用压缩透射区内波纹幅度的部分膜层优化方法,设计了满足性能指标要求的长波红外长波通滤光片。经过优化,所设计的长波红外宽光谱长波通滤光片,高透射波段内平均透射率大于90%,最低透射率高于85%;截止波段内平均透射率小于1%,最高透射率低于5%。研究表明,用部分膜层优化方法设计的膜系,膜层结构简单,有利于膜层厚度的监控,既能克服全自动优化方法给工艺上带来的困难,又弥补了解析法设计膜系时不能调整光谱特性的不足。     

基于优化多光谱成像的异物检测新方法

为有效检测棉花中与棉纤维形态、色泽极其相似的异物,提出一种基于优化多光谱成像的异物检测新方法.在分析不同异物具有不同反射特性的基础上,在405~940 nm的波段范围内建立优化多光谱成像系统.通过实验确定了用于检测多种异物的最佳检测波长及最佳光照强度,在不同的光照条件下获取不同的光谱图像,然后采用小波变换图像融合算法获取完整的异物图像特征.实验结果表明,两种波长405 nm和850 nm构成的多光谱图像融合可检测多种棉花异物,异物检测结果与实际相符.此方法为解决棉花异物检测难题提供了一种新的途径.     

实时定标红外测温法测量海水表面温度

由于地球表面的70%是海洋,所以海洋各特征参数是直接反应全球气候、生物繁衍等各个方面情况的重要指标,其中海水表面温度是海洋特征参数中一个非常重要的参数指标.本文从红外测温的基本原理出发,探讨并介绍了在复杂的外界环境中如何避开海水表面辐射率修正的困难,实时定标红外测温仪来测量海水表面温度的方法.     

基于SCIATRAN模型的Limb大气辐射传输模拟

大气辐射传输模型SCIATRAN是一种较新的高光谱分辨率大气辐射传输模型。结合欧洲空间局环境卫星(ENVISAT-1)搭载的SCIAMACHY传感器在Limb观测模式下的相关参数,利用SCIATRAN模型模拟传感器辐射亮度值,将模拟得到的辐射亮度值与SCIAMACHY传感器实测数据的辐射亮度值进行对比,通过对比发现模拟值辐射亮度曲线总体走向、趋势和分布上与实测值符合较好,但存在差别。通过对臭氧廓线数据、气溶胶以及地表反照率数值进行调整分别模拟,经分析得出SCIATRAN模型中自带臭氧廓线数据和真实的臭氧廓线数据存在差异是模拟和实测辐射亮度值存在差别的主要原因。     

基于同步辐射的紫外-真空紫外光谱辐射测量装置的研制

研究基于同步辐射的紫外-真空紫外光谱辐射测量装置. 通过切换前置镜位置来完成同步辐射光源和传递标准光源的测量. 讨论了辐射计偏振特性对测量结果的影响. 根据Schwinger提出的理论公式,利用同步辐射作为基准辐射源,在115～350nm的波长范围测量了作为传递标准的氘灯的光谱辐射亮度,测量不确定度为11%～14%.     

运动带电粒子在转动球体的强引力场中的电磁辐射功率

本根据加速电荷瞬时辐射功率的公式，应用等效原理和广义相对原理，导出了运动带电粒子在强引力场中的电磁辐射功率的公式，并利用Kerr度规计算了运动带电粒子在转动球体的强引力场中的瞬时电磁辐射功率，对献[6]中子星的亮度为太阳亮度少10个数量级的结果给出一种解释。     

极轨气象卫星NOAA-KLM资料定标处理

极轨气象卫星资料的定标是一项基础性的研究工作，是对遥感信息作进一步处理、利用和研究的前提。对NOAA-KLM系列卫星资料的定标问题，进行了较系统地研究，并结合NOAA-16中4个主要仪器的1A数据集，进行了定标的程序处理，为资料反演等处理提供有效数据。     

实验室激光安全分析与探讨

在实验中用到的激光器如同实验室的其他设备一样,存在潜在的危险。因此必须尽可能了解激光器的使用方法、使用限制,正确认识激光的各种相关危险性,以建立安全使用激光的基本观念及安全防护措施,进而发挥激光之利,并免除其危险之弊。     

云层红外表观辐射模型的研究

在前人对云层红外辐射与反射模型研究的基础上，建立了导引头实际接收的表观光谱辐射亮度(包含云层辐射和反射、天空背景与路径等效辐射)模型，适用于导引头远离云层以及处于云层中的情况．通过傅里叶光谱辐射计对几种远离云层的中、低云表观辐射亮度进行了实际测量，并与模型计算数据进行对比．结果表明：在3～5μm和8～12μm波段，模型计算与实际测量结果具有较好的一致性，可以用于导引头的模拟分析．     

Photon Mapping中光强估计的一种改进算法

 Photon Mapping是一种在全局光照计算中得到广泛应用的算法,尤其在光线跟踪算法中Photon Mapping已成为计算全局光照的最重要的算法.针对Photon Mapping中光强估计过程计算速度较慢这一缺陷提出了一种较为高效的光强估计算法,该算法利用对场景中少量点的光强估计结果通过加权平均的方法来近似地计算出绘制点处的光强值.实验结果表明在典型场景中该方法的计算速度与原方法相比有3~5倍的提高,并且在图像质量方面也有令人满意的效果.     

蓝宝石光纤黑体腔高温计

用蓝宝石光纤黑体腔、传导光纤、低噪声光电探测器和数采装置及测温软件组成光电高温计，利用普朗克辐射定律进行高温测量，高温计的测温范围为900℃-1900℃，可应用于科研和工业生产中某些特殊环境下的温度测量。     

各种天气状况下太阳辐射照度与太阳光照度关系

以同济大学自建的小型气象台站测得的2009—2011年气象数据为基础,采用回归分析的方法分析了晴空指数、太阳高度角对太阳辐射照度与光照度关系的影响,发现它们对太阳辐射照度的影响整体上呈现非线性,且影响规律在各分区间内略微不同.因此,采用分段线性拟合的方法将晴空指数和太阳高度角分为9个区间,分别建立对应的太阳辐射照度与太阳光照度之间的线性拟合关系,并通过实测数据证明这种处理方式具有较高精度.结论适用于纬度和天气条件与上海相似的地区.