天空背景红外图像仿真

为了使天空背景辐射强度光谱分布最终生成红外探测器焦平面上背景辐射功率分布图像,需要对天空背景辐射各影响因素进行分析,建立准确的背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型.本文利用MODTRAN软件计算不同天候条件下的天空背景辐射强度光谱分布,建立了背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型,给出了天空背景在焦平面上的辐射功率计算方法,利用天空背景辐射功率分布生成其红外图像.最后编写了仿真软件,生成不同天候天空背景图像,并与红外热像仪拍摄的天空背景图像进行了比对,其变化趋势有较高的一致性.     

天空背景红外图像仿真

为了使天空背景辐射强度光谱分布最终生成红外探测器焦平面上背景辐射功率分布图像,需要对天空背景辐射各影响因素进行分析,建立准确的背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型。本文利用MODTRAN软件计算不同天候条件下的天空背景辐射强度光谱分布,建立了背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型,给出了天空背景在焦平面上的辐射功率计算方法,利用天空背景辐射功率分布生成其红外图像。最后编写了仿真软件,生成不同天候天空背景图像,并与红外热像仪拍摄的天空背景图像进行了比对,其变化趋势有较高的一致性。     

用鱼眼镜头数码相机测试天空亮度分布

为了解决天空亮度测试中存在的同步性差和误差大的缺陷,采用带鱼眼镜头的数码相机测试天空亮度。通过对鱼眼镜头及数码相机光学特性的研究,得到从数码照片上提取被测天空元亮度及位置信息的方法,确定其曝光参数及线性亮度记录范围,并通过对相机稳定性、鱼眼镜头透光率等误差进行分析修正,获得了精度较高的天空亮度分布测试值。为采光研究及采光观测提供了重要的技术手段。     

50 mm白光球载日冕仪:Ⅰ.基本结构与地面观测实验

本文介绍一台口径为50 mm、用于在浮空平台上进行观测的白光日冕仪.工作波段为5500?,透过带宽为50?,为传统的Lyot式日冕仪,可观测1.08–1.50个太阳半径范围的内日冕.用鑫图的Dhyana 95V2-YNTT sCMOS相机采集观测数据.对日冕仪进行了三次地面观测实验:第一次在云南丽江高美古观测站进行,另两次在海拔4800 m左右的四川稻城无名山观测站进行,后两次实验获得了较为理想的日冕白光观测数据.与美国高山天文台的20 cm口径K-cor日冕仪在同一天之内观测到的结果基本一致,说明白光日冕仪的研制获得成功.同时获得的天空背景亮度表明,稻城无名山是一处较为理想的高海拔太阳观测址点.     

年轻类太阳星的测光研究

以X-ray亮度为标准,选取了16颗G型的年轻类太阳恒星进行了测光观测,并通过眦软件经行了测光处理,获得了9颗年轻类太阳恒星的自转周期.结合一些T Tauri型星、零龄主序恒星的自转周期,X-ray亮度得到自转较快的类太阳恒星与自转较慢的这些恒星比较,前者具有更强的X-ray辐射.但是,当恒星自转极快时,却并未发现自转和X-ray辐射强度之间的明显相关性.     

振动态H2+在抽运探测激光驱动下对谐波辐射强度的影响

理论研究振动态H_2~+在抽运探测激光驱动下对谐波辐射强度的影响.结果表明,在低振动态下(例如:υ=0),谐波辐射强度随抽运探测激光场延迟时间的增大而减小.随着振动态升高(例如:υ=2),不同延迟时间下的谐波辐射强度差减小.当振动态继续升高时(例如:υ=4),较大延迟时间下的谐波辐射强度反而高于较小延迟时间下的谐波辐射强度.最后,通过研究谐波辐射的时频分析图给出了谐波辐射强度变化的原因.     

分子取向对H2+谐波分布的影响

理论研究了H2+分子取向对谐波空间分布的影响. 结果表明：当激光偏振方向与分子轴方向一致时, 谐波辐射满足激光场正向时, 负向H核谐波辐射强度大于正向H核;激光场反向时, 正向H核谐波辐射强度大于负向H核. 随着分子取向角增大, 谐波辐射强度减弱, 尤其正向H核对谐波辐射的贡献明显减小, 因此导致正负向H核的谐波辐射强度差逐渐增大. 最后, 通过研究谐波辐射的时频分析以及电子波包随时间的演化给出了电子在双H核之间运动以及谐波空间分布的原因.     

参考天空亮度分布模型下的建筑采光设计优化

结合观测研究某地区天空亮度分布的方法以及参考天空模型的构建方式,提出了华南区参考天空模型(CSRS),并通过房间内的实地测量验证了该计算模型;然后在华南区夏季光气候条件下以某侧窗采光教室为研究对象提出了基于CSRS的建筑采光优化设计方法;最后针对该案例给出了优化的采光设计方案及量化参数,并说明了其采光效果.结果表明:使用CSRS模型进行采光模拟与分析的结果较CIE标准全云天模型更准确.     

新型人工天空半球内表面亮度分布的理论

针对旧式人工天空半球内表面亮度分布不合理的现象，提出一种新型人工天空半球的构造方法，并从理论上加以论证。在新型人工天空半球内 ，用均匀扩散透射材料形成环形散射光源，从天顶到地平线依次贴上反光系数递减的材料，可使人工天空半球内表面亮度分布与全阴天的真空天空亮度分布一致。这对于改进现有人工天空半球的亮度分布，提高模型测量采光系数的真实性和准确性，以及模拟不同地区气候散射光环境都有实际意义。     

用蚁群系统研究天空亮度分布模型

利用了一种崭新的求解复杂优化问题的启发式算法——蚁群系统来研究信息分析法天空亮度模型。通过蚁群系统对天空亮度各影响要素的分析优化处理,得到天空亮度相对分布表达式的各系数值。并在此基础上开发了一套方便实用的天空亮度模型计算软件,提供直观而方便的计算手段。该模型具有较高的精度,这为天然光利用,特别是采光设计的高精度和标准化工作提供了无论理论上还是运用上都非常有价值的结果。     

月球表面多通道辐射亮度温度的模拟与月壤厚度的反演

为模拟月球表面辐射亮度温度，由月球表面数字高程和月壤厚度实测点数据建立月球表面高度与月壤厚度的一种对应关系，构造了全月球表面月壤厚度的分布. 根据月球表面现有的观测数据，给出月球表面温度随纬度的变化. 这样，由起伏逸散定理，模拟计算了一平行分层月壤多通道微波辐射亮度温度的月球表面分布，为现有的多通道微波辐射技术探月提供一个范例. 以此辐射亮度温度模拟分布为理论观测值，推导了用三个通道辐射亮度温度反演月壤厚度，并分析了反演误差随月壤介电特性、TiO₂+FeO含量等参数可能的变化.     

河外星际尘埃的亚毫米波发射

本文借助于观测到的大、小麦哲伦云的星际尘埃辐射，估计总星系的冷尘埃辐射对微波背景辐射的影响。结果表明：河外星际冷尘埃辐射强度强烈地依赖于宇宙减速因子，在宇宙背景探测者（ＣＯＢＤ）的观测结果的限制下，在合理的光深范围内，宇宙减速因子趋于１。     

道路照明光源选择依据的探讨

采用10度视场条件下,与不同亮度水平相对应的8个光谱光视效率函数,计算了金属卤化物灯(MH)、高压钠灯(HPS)和高压汞灯(HPM)三种高强度气体放电光源(HID),在暗视觉到明视觉(10-5～102cd·m-2)亮度范围内对应不同亮度水平时的有效光效,并提出了有效光效系数LEC(luminousefficacycoefficient)来剖析和评价不同光源在道路照明中不同应用条件下的适宜性.LEC值可为道路照明设计时选择适宜的光源提供有益的参考.实验结果证实在道路照明条件下,LEC值大的光源更有利于周边探测.     

科学家绘制出遗传相互作用的复杂画面

一幅由白点组成的天空画在黑色背景上勾勒出一个圈,微弱的细线将点与点连接成网络,在白点之间是一些由蓝色、红色、橙色、蓝绿色、黄色、粉红色及其他耀眼的颜色构成的“星系团”,不过这并非夜空.与“星系”颜色相对应的标签在外围作出了注解: “线粒体”, “细胞核质运输”, “DNA复制与修复”.     

基于亮度突变性与密度特征检测的厚板T形接头焊缝轮廓识别

基于激光视觉传感的厚板电弧焊接中,为实现自动化、智能化,焊接需要有效的焊缝轮廓提取方法.针对厚板T形接头熔化极活性气体保护焊中焊缝图像强烈的电弧干扰背景,提出了一种基于亮度突变性与密度特征检测的焊缝轮廓识别方法.首先,采用改进的Canny算法凸显焊缝轮廓边缘并抑制电弧干扰背景.然后,利用激光条纹在局部区域内存在亮度突变的特性,提出一种亮度突变检测方法对干扰背景进一步抑制.最后,在Otsu阈值分割处理的基础上,提出了基于带宽与密度特征逐列扫描去除干扰的算法,并将处理后的数据进行最近邻聚类,利用数据类的空间尺度特征识别焊缝轮廓.结果表明:提出的算法在处理电弧区域占图像面积近20%的强干扰时,能有效地提取不同填充阶段焊缝轮廓95%以上的整体信息,可为不同接头机器人自动化、智能化焊接的进一步实施提供参考.     

天空冷背景下受力岩石微波辐射特征实验研究

分析了环境因素对微波辐射观测的影响机理. 以此为基础,在天空冷背景条件下,利用岩石试验机、微波辐射计、声发射、温度测试仪等,开展了岩石弹性变形阶段循环加载微波辐射变化特征的室外观测实验. 结果表明,在天空冷背景下能可靠获取岩石受力变形过程中的微波辐射能量变化信息. 花岗岩弹性变形阶段的微波辐射亮温变化与应力间呈同步性很强的正相关关系,相关系数达0.94; 岩石表面的温度变化与应力间亦呈正相关,但其变化滞后于应力变化,且单位应力的微波亮温升幅远大于表面温度升幅. 实验证实了利用微波辐射观测手段可有效探测岩石受力引起的岩石内部应力状态的变化.     

碳涂层对硅基薄膜激光微等离子体光谱强度的影响

为了降低薄膜样品表面对激光的反射率,提高等离子体的辐射强度,改善谱线质量,提出了一种在薄膜表面涂覆碳层的方法,并研究了不同涂层厚度对等离子体谱线强度的影响.实验结果表明,薄膜表面涂覆碳层,可有效减少表面对激光束的反射,提高热耦合效率.当碳涂层厚度15 μm左右时热耦合效率最高,激光等离子体的辐射强度明显增强.     

视觉亮度理论及其图像特性研究

利用图像法研究了视觉亮度随目标亮度和背景亮度变化的规律,得出了视觉亮度随目标亮度变化图像以及视觉亮度随背景亮度的变化图像及其特征,为照明系统定量设计提供了理论依据.     

TRMM卫星和GMS-5卫星反演淮河流域的地面温度

利用TRMM卫星和GMS-5卫星的两个红外分裂窗通道的亮温资料,结合淮河流域能量与水分试验（HUBEX）加密观测期间获得的地面温度的观测资料,建立了反演淮河流域地面温度的参数化方程。结合地面观测站的资料,分别从不同的角度对TRMM和GMS卫星反演的结果做了检验,得到的反演结果比较接近于实际情况。最后结合1998年淮河流域试验加密观测期间的主要天气形势,分析了江淮梅雨4个阶段相对应的地面温度的特征。     

三维红外天空背景的建模与仿真

本文研究的是三维红外天空背景的建模与仿真。根据天空长波辐射的角度分布模型和红外动态天空场景的生成方法,将辐射度与天顶角的映射函数关系得出来,再通过编程将这组对应关系储存为DDS纹理。然后通过3dmax建模工具建立一个天空穹的半球模型,通过GPU（图形处理器）的并行处理对这个红外生成的纹理进行采样,从而模拟出以天空为背景的红外辐射效应。在此只研究将晴朗天空的数据化得到的灰度图进行灰度拉伸,最后通过OGRE（面向对象的图形控渲染引擎）渲染,实现三维天空背景的红外仿真,并根据经验常数的不同实现不同条件下的结果。