大气环境综合立体监测技术应用及设备产业化

我国环境问题已进入复合型环境污染的新阶段，项目组通过近10年深入研究，开展了具有自主知识产权的多波段污染物光谱分析方法研究，建立了大气污染物光谱数据库，提出了相应污染物浓度反演算法，建立了数值解析模型；发明了大气污染成分与颗粒物时空三维分布探测技术、整层大气痕量成分探测方法、气溶胶动力学粒径谱检测方法等多种大气污染物光学监测技术和方法，所研发系列技术成果与企业合作进行了产业化应用，     

多角度多波段BRDF模型及反照率反演算法建立及其应用

“十一五”国家科技支撑计划“基于‘环境一号’等国产卫星的环境遥感监测关键技术及软件研究”项目旨在攻克基于“环境一号”等国产卫星数据和多源遥感数据的应用关键技术，为我国天地一体化环境监测业务化运行提供技术支撑。在生态环境遥感监测与评估方法创新方面，项目在驱动模型的基础上建立新的多角度多波段BBDF模型Angular＆Spectral Kernel BBDF MODEL（ASK BRDF MODEL），基于新模型发展反照率反演新算法，并利用多种数据源对模型准确和稳定性进行验证与检验，算法首次提出了多源遥感数据联合反演的新思路，解决了目前反照率反演数据源观测角度数据不足的技术瓶颈，目前该算法已经嵌入项目研发的“多源遥感数据定量遥感产品生产与服务系统”．并在环境监测业务中得到应用。     

超高光谱分辨率红外光谱仪

超高光谱分辨率红外傅里叶光谱仪技术,是目前国际上正在致力于研发的传感器技术.它的特点是光谱分辨率极高,用于环境和化学成份探测.这种超高光谱分辨率红外傅里叶光谱仪技术是生态环境探测、资源调查、军事侦察和星际科学探测等重大领域遥感应用前沿核心技术与共性技术.通过本课题研究,突破了这种超高光谱分辨率的红外波段傅里叶光谱技术,为将来研制测量大气化学成份的空间红外超高光谱分辨率傅里叶光谱仪奠定了技术基础.课题攻克了超高光谱分辨率红外傅里叶光谱仪的设计,加工和不可见波段的装校等一系列技术.其中突破的关键技术——大光程差干涉技术,光谱分辨率达到0.02cm-1,光程差大于±27cm;波段范围2.5μm (4000cm-1)-13μm(770cm-1).     

光场的时间相干性对迈克尔逊干涉仪干涉条纹可见度影响的分析

本文讨论了光场的时间相干性对干涉条纹的可见度的影响,给出了干涉条纹可见度与干涉光的光程差和光源的光谱宽度的关系式.并对时间相干性引起的牛顿环、迈克尔逊干涉仪、薄膜的干涉条纹可见度的影响作了实例分析.     

基于克立格算法的区域四维电离层电子密度并行反演

1 项目概述 电离层电子密度分布是无线电测量技术进行电离层介质改正和研究电离层、太阳活动以及与其它各圈层活动关系（如地球磁层、大气层、地壳剧烈运动等）的关键。最近十年来,全球导航卫星系统（GNSS）特别是星载和地基全球定位系统（GPS）的发展使得GNSS成为快速监测电离层的有效手段,为此我们提出了一种新方法,以国际参考电离层IRI为背景和初值,利用多种GNSS测量,根据电离层电子密度分布的空间相关特性,应用地学统计学内插算法中的克立格算法,进行了电离层总电子含量TEC的反演和基于三次样条基函数的四维电离层电子密度反演,并针对GNSS数据量庞大的特点,采用OpenMP并行计算模型来精确快速解算电离层总电子含量和电离层电子密度分布。     

FY-3A气象卫星紫外臭氧垂直探测仪

国际上利用紫外散射辐射从空间探测研究大气臭氧层已有近30年的历史。我国从本世纪初开始研制紫外臭氧垂直探测仪,它是“风云三号”A星的重要探测仪器之一,其主要任务是测量太阳和大气后向散射紫外光谱,反演臭氧总量的垂直分布,为环境监测、气候预报和全球气候变化研究提供重要参数。     

紫外辐射照度工作基准装置的能力提升与量传体系的完善

紫外辐射照度工作基准装置是我国紫外辐射照度量值溯源的最高标准。基于双光栅单色仪，建立新的紫外辐射照度量值溯源和工作基准装置。开展光源的光谱辐射照度等五种量值复现方法研究，将基准的测量不确定度减小为原来的1／3，新增12个测量波段，测量范围扩展35倍。新建四套人工气候老化领域光辐射度计量标准装置。针对不同光源的光色差异，进行光谱不匹配的理论与实验研完，提出光谱修正方法，建立多元化紫外辐射照度计量标准和量传体系，大幅度减小单一量传体系长期存在的光谱不匹配误差。提出光谱辐射照度标准灯三段曲线拟合模型、非线性区间极值寻点算法，以及连续积分偏差的评价方法。研制新的标准器，建立紫外辐射照度计余弦响应、带外杂光水平测试平台，对二十多种仪器进行性能评价。     

深海下放式声学海流剖面测量技术

下放式声学多普勒海流剖面仪(LADCP)是20世纪90年代出现的新的海流剖面测量方式,是把特制的ADCP用绞车按一定的速度下放到海底并回收到海面,在下放和回收中不断测量海流剖面,经数据反演获得全深度剖面上的海流速度.     

冰冻圈和极地环境变化关键参数观测与反演

在影响气候系统的5大圈层(大气、水、冰冻、岩石、生物)中,冰冻圈被认为是气候系统多圈层相互作用的核心纽带和关键因素之一。冰冻圈和极地环境变化的关键参数是开展全球变化机理、影响和模拟研究,极地研究和海洋航道设计的基础数据。如何综合遥感与实地考察等数据,构建多源数据融合、校准技术方法体系,突破关键参数动态监测难题,研制反演方法和数据产品,成为当前国际上冰冻圈和全球变化研究的重点研究领域。针对全球变化背景下冰冻圈和极地环境变化关键参数观测与反演的机理问题,在综合冰冻圈和极地不同类型区域卫星遥感与地面观测技术等基础上,完善现有星—空—地基观测体系,实现对全球冻土、冰川分布、冰盖物质平衡、季节性积雪、海冰、反照率变化等关键参数动态监测和数据产品研制。提出的5大研究内容包括:冰冻圈关键参数多尺度观测与数据产品研制、极地冰盖关键参数监测、反演与数据产品研制、全球山地冰川物质平衡及要素的观测与反演、极地海冰及其反照率变化的反演方法和产品研制、冰冻圈和极地数据产品集系列。     

基于衰减全反射傅立叶变换红外光谱及化学模式识别的废旧塑料智能分类方法研究

废弃塑料制品的回收利用,是本世纪塑料工业持续发展的关键所在,又是解决生态环境污染、节约资源的重要举措.建立一种简单易行、鉴别精度高的方法将大大提高废旧塑料回收利用的效率.本研究采用衰减全反射傅立叶变换红外光谱测量了七类共21个废旧塑料样品的红外光谱数据,对光谱数据先进行归一化处理,再用主成分分析对实验数据进行降维后利用系统聚类分析进行分类.利用二叉聚类树中各元素间的距离和原始光谱数据距离向量之间的相关性来优化样品之间以及类与类之间的相似度函数.结果表明,采用余弦(cosine)和平均距离法(average)分别作为样品之间以及类间的相似度函数进行系统聚类效果最好,该方法可以对七类样品100%正确分类.因此,利用衰减全反射傅立叶变换红外光谱结合系统聚类分析可以对废旧塑料实现快速、准确、智能地分类.     

光伏组件测试仪计量关键技术及标准研究

光伏组件测试仪是计量光伏组件功率的关键设备,直接关系到组件功率的准确及光伏行业经济效益。本项目针对光伏组件测试仪的关键性能参数：光谱匹配度、辐照度不均匀度和辐照度不稳定度,提出了测量方法,研制了四套计量装置--辐照度均匀稳定性测量装置、光谱匹配度标准测量装置、光谱仪余弦特性测量装置和光谱仪温度特性测量装置,建立了关键参数溯源至国际SI单位制的量传体系。     

大数据算法的歧视本质

作为从海量数据中挖掘出知识的重要手段,大数据算法日益受到世人的重视。但大数据算法的负面效应——歧视性也日益凸显。本文先从文化、技术哲学和心理学等角度阐述了大数据算法的歧视内涵,并从三个不同层面讨论了大数据算法存在歧视性的内在必然性,最后给出缓解歧视性的三个方法。     

DS-CABOSFV流数据聚类算法

流数据技术已成为当今数据处理领域的研究热点,流数据挖掘是数据流技术研究的重要分支。流数据挖掘的核心思想是设计数据集单遍扫描算法,在有限的内存中存储少量代表流数据特征的概要数据,即时、快速地处理概要数据以得到响应结果,实现流数据实时、在线分析,对流数据进行聚类、分类,具有广泛的应用价值。本文完成了流数据概要的构建并综合研究传统数据挖掘的聚类算法,改进更新了CABOSFV聚类算法,实现了应用于流数据这一新的数据模型上,对传统数据挖掘技术进行改进,实现了数据的实时处理和在线分析,并给出了具体的实现方法,实验结果验证了该算法在流数据挖掘技术上的可行性。     

新一代风云卫星沙尘暴遥感监测方法及其业务系统集成技术研究

1 课题慨述 本课题将在现有沙尘暴卫星遥感监测算法的基础上,以我国风云气象卫星观测资料为主,同时结合国外先进卫星对地观测资料,重点开展:基于星座观测体系的静止气象卫星沙尘暴遥感监测技术研究;基于新一代极轨气象卫星风云三号的沙尘暴定量遥感技术研究;卫星反演与地面观测的融合技术研究;沙尘暴遥感监测业务系统集成技术研究;国外新型遥感数据源的沙尘暴定量反演方法研究.     

基于辐射传输模型的多源星载遥感数据定量反演森林参数

1 课题简介 星载多角度/多谱段成像光谱仪影像、多极化与相干合成孔径雷达影像和激光雷达回波波形这些各具特点的遥感数据正越来越广泛地被应用于地表植被的研究中.利用这些数据可以反演与不同电磁波频段相对应的、与植被生物物理和结构参数有关的信息.联合使用这些传感器将明显提高遥感估测森林参数的潜力和精度.国际上主要空间研究机构(美国宇航局、欧空局)都计划投入大量资源发射测量植被参数的专业遥感平台,新一代平台将以测量一定参数(如生物量)为目标来选择传感器.传感器的理想组合以及基于辐射传输模型的多传感器数据的联合使用是目前利用遥感技术获取森林生物物理和结构参数的研究前沿.     

网络并行电法仪与稳态电法勘探方向

本文系统地阐述了网络并行电法仪系统的基本原理和特点。网络并行电法仪实现了勘探测线上电位变化的同步阵列测量，完成了自然电场、一次场和二次场的全电场时空观测，将电法勘探野外数据采集归纳为AM法和ABM法二种采集模式，实现了海量电法数据采集，大大提高了野外数据采集效率。所采集数据可同时进行二极、三极和四极等多种装置的视电阻率与激电法参数等数据解析，大量的非温纳冗余信息，可实现电法数据的静校正和共中心点叠加功能。完全电场的电流、电位数据处理与反演是今后电法勘探的发展方向。     

《周髀算经》光程极限数值来由新探

<周髀算经>中光程极限167000里这一概念和数值在整个<周髀算经>宇宙体系中占有重要的地位.唐如川和陈文熙认为日出和日落时分,太阳离周城的距离就是光程极限,但在具体推算上还存在一些问题.如果考虑<周髀算经>中春秋分与实际春秋分的时间差(<周髀算经>中的春秋分按照四分法计算得来),以及由于地球轨道近日点的变化(1.7度/世纪)所导致的春秋分时间的变动,则可得到比较精确的结果,从而使这一数据的来由得到比较合理的说明.     

褶合光谱分析法和UV/Vis-W 褶合光谱仪

一、主要技术内容 该仪器可捕捉物质在紫外可见光区吸光特性的变化(其特征变化的多样性构成了一种新的独立的光谱体系--由成百上千条褶合曲线组成的褶合光谱群),并以这种变化的数学表征Qj与物质浓度C之间的线性关系为基础,建立了现代化学计量学方法--褶合曲线(褶合光谱)分析法.     

基于高精度FFT的电压波动和闪变计算方法

本文引入了高精度FFT并研究了电压波动和闪变的测量方法，提出从频域角度利用高精度FFT进行电压波动和闪变测量的新算法。对瞬时闪变进行排序插值从而计算短时和长时间闪变度的统计方法，降低了闪变度统计方法的难度。算例表明了本文方法的正确性和计算结果的精确性     

格罗夫算法、量子控制及其对量子测量的意义

波函数具有可控性。量子算法是幺正算法,能够对一个量子系统进行变换(量子控制),且变换前后的经典物理意义并不发生变化。格罗夫算法具有放大波函数的系数的能力。量子算法对被测量子系统的控制,在一定程度上体现为对量子测量进行控制,于是,测量后显现的经典实在并不是量子实在的任意所为。量子控制是面对实事本身,是一种现象学式的处理方式,它不去追究量子系统有什么样的结构。