北碚447锦橙叶片农学参数与其反射光谱的相关性研究

以锦橙叶片为材料,采用野外光谱辐射仪测量叶片的光谱反射率,并对叶片进行水分、氮、钾、磷、叶绿素的含量测定,计算光谱反射率一阶微分、二阶微分.采用统计学相关分析法,分析叶片农学参数与反射光谱之间的相关关系.结果表明:农学参数中只有磷含量与叶片原始光谱反射率有显著性相关,且与反射率一阶微分、二阶微分的相关系数大于与原始光谱反射率的相关系数.所有测定的农学参数都与叶片光谱反射率一阶微分、二阶微分之间均有显著性相关,其中氮含量与反射率一阶微分、二阶微分相关性最强,相关系数绝对值达到0.9以上.这说明利用微分技术可以增强叶片农学参数与光谱信息的相关性,并为高光谱遥感定量估算锦橙农学参数提供理论依据.     

基于连续统去除法的湿地松叶绿素含量高光谱估算模型

采用ASD野外光谱辐射仪在BRDF测试系统环境下对野外采集的湿地松叶片样本进行光谱测量,以获得湿地松的叶片光谱反射率,并利用UV2450-紫外可见分光光度计对湿地松叶片进行叶绿素含量测定.采用连续统去除法对光谱数据进行处理分析,计算波段深度(BD)、波深中心归一化(BNC)、波段面积归一化(BNA)、波段深度归一化指数(NBDI)和反射率差异比率(DRR(λi))等光谱特征参数,通过对湿地松叶片叶绿素含量与光谱特征参数的相关性分析,得到NBDI748,BNC749,BNA617,BNA748四个特征参量,与湿地松叶绿素含量建立估算模型并对模型进行精度检验.结果表明以BNA617为变量建立的光谱参量模型能够较好的估算湿地松叶绿素含量.     

基于光谱特征的沉水植物种类识别研究

沉水植物种类的光谱特征识别可为大尺度遥感监测沉水植被提供种类识别的有效参数.本研究利用高光谱地物光谱仪获取上海市郊最大的天然淡水湖泊淀山湖6种典型沉水植物狐尾藻、竹叶眼子菜、金鱼藻、大茨藻、黑藻和苦草群落冠层的反射光谱,分析不同种类沉水植物的原始光谱和一阶导数光谱特征,通过主成分分析(Principal Components Analysis,PCA)筛选对沉水植物光谱种间差异敏感的植被指数和光谱指数,探寻能够有效识别不同种类水生植物的光谱识别方法.研究结果表明:①不同种类沉水植物的光谱曲线形状在可见光和近红外波段近似,但光谱反射率值差异较大;②光谱指数NAV、REP和NGP是识别6种沉水植物最敏感的特征指数,这些指数综合体现和放大了不同种类沉水植物在形态结构、叶绿素含量、光合和保护色素等方面的特征及所栖居的水体环境特征的种间差异.研究结果可为高光谱遥感影像准确解译与提取沉水植物群落组成、分布和生物多样性的动态变化信息提供理论依据和技术支持.     

基于EO-1 Hyperion的中国典型森林冠层高光谱特征分析

由于冠层结构和功能性状的差异,不同森林表现出不同的光谱特征.分析不同森林冠层的光谱特征差异可以为精确森林分类和冠层参数反演提供依据.因此,理解我国典型森林类型的高光谱特征将有助于提高我国森林分类以及森林理化参数反演的精度.研究以中国生态网络中的长白山、神农架、千烟洲和鼎湖山4个典型森林站点为研究对象,利用EO-1 Hyperion星载高光谱数据提取4种森林像元尺度上的反射光谱曲线,并进行一阶微分变换,同时计算多种遥感光谱指数,定量分析其光谱特征差异.结果表明:(1)神农架阔叶混交森林光谱反射率在整个光谱范围内显著高于其他3种森林类型.千烟洲针叶混交森林在整个光谱范围内表现出较低的反射特征.长白山和鼎湖山森林的反射率居中.(2)4种森林的红边斜率存在显著差异.神农架森林的红边斜率最高,暗示了其冠层叶绿素含量高,健康状况最好.千烟洲的红边位置相比其他3种森林有所红移,红边位于720 nm左右.(3)遥感指数方面,神农架阔叶林具有较高的归一化氮指数(NDNI),千烟洲马尾松湿地松为主的针叶林具有较低的NDNI,反映出树种间真实的叶片氮浓度差异.另外,由于森林覆盖度较高,增强型植被指数(EVI)比归一化植被指数(NDVI)更能够指示森林类型之间绿度和覆盖度的变化.研究对于我国森林参数的遥感反演和森林类型高精度分类具有一定的参考意义.     

光谱分数阶微分与玉米叶片重金属铜含量的相关性分析

常用的整数阶一阶和二阶微分光谱曲线差异较大,而分数阶微分可实现光谱信息细化,能将整数阶微分容易忽略的信息充分利用起来,更能深度挖掘光谱中的潜在信息。以重金属铜胁迫的盆栽玉米为研究对象,在玉米叶片受不同浓度CuSO_4胁迫下,光谱反射率和Cu~(2+)含量的实验室测量数据基础上,对光谱反射率进行0~1内0.1阶的11个阶次微分处理,将各阶次的微分值与测得的玉米叶片中Cu~(2+)含量进行相关性分析;并对各阶次的微分光谱值进行0.01和0.05显著性水平的检验。分析结果表明,与常用的一阶微分相比,分数阶微分可以突显某些波段的光谱反射率与叶片中Cu~(2+)含量的相关性,扩大特征波段的选择空间。     

顾及时间因子的航空高光谱影像辐射归一化校正

航空高光谱影像的采集需要一个时间过程,其间成像条件(太阳辐射、大气等)处于持续变化之中,不可避免地会对大气辐射校正带来一定影响.主要针对上述影响,对邻近航带的明暗地物、大气辐射传输分量、同名地物反射率进行对比,分析了时间因子对经验线性法、大气辐射传输法反演结果的影响.结果 表明:随着时间变化,不同时刻对应的大气辐射传输参量存在一定差异,不同时刻的明暗参考地物所计算的校正系数也不同,这些差异都会对反射率校正结果产生一定的影响;通过对不同时刻的同名地物反射率反演结果对比,同名地物采集的时间间隔越长,校正结果的数值偏差越大.随后,提出了顾及时间因子的航空高光谱影像相对辐射归一化校正方法.实验证明,与常用的伪不变特征点方法相比,本文方法能够有效地消除时间因子变化对反射率反演带来的影响,提高同名地物的光谱一致性.     

不同氮素水平下油菜高光谱特征分析

利用小区试验获得的油菜主要生育期的冠层反射光谱,对不同品种、不同生育期和不同供氮水平下油菜冠层光谱进行了特征分析.结果表明:对于不同品种和不同生育期,冠层光谱分别在近红外和可见光区域存在一定的差异;对于不同的施氮水平,随着施氮水平的提高,在可见光区域反射率值减小,而在近红外区域则呈相反的变化趋势;一阶导数光谱随着施氮水平的增加,具有向长波方向移动的趋势,同时随施氮水平的增加,"双峰"现象则愈显著.红边位置随生育期和氮素水平的变化不明显,红边面积与红边幅值几乎在所有的生育期中呈现出随着供氮水平的提高而表现为增大的趋势.对于同一供氮水平下不同生育期,冠层红边面积与红边幅值随着生育期的推移呈"波浪"形状变化趋势.     

基于高分五号卫星数据的红树林群落光谱特征分析

为解决高分五号(GF-5)高光谱数据空间分辨率较低的问题，本研究采用葛拉姆-施密特(Gram-Schmidt, GS)正交变换融合算法对GF-5高光谱数据与高分二号(GF-2)数据进行空谱融合，利用1 m分辨率的GF-5高光谱数据结合实地样本数据提取不同红树林群落与互花米草群落的平均反射率，通过包络线去除与一阶微分计算的方法分析不同红树林群落与互花米草群落的复合光谱特征，从光谱特征探讨红树林群落的可分性。结果表明，在原始光谱曲线680-900、980-1 320、1 530-1 750 nm区间4种群落的光谱差异最大；经过包络线去除与一阶微分计算后的4种群落的光谱反射率分别在1 170-1 400 nm与1 330-1 470 nm波长范围处表现出明显差异。综上可知，不同红树林群落与互花米草的光谱反射率在近红外波段范围内的差异性最大，近红外波段可作为识别不同红树林群落与互花米草的优势波段。     

白星花金龟成虫两种体色反射光谱的差异性分析

利用光谱检测系统测量白星花金龟Protaetia brevitarsis Lewis成虫两种体色个体不同部位的反射光谱,发现白星花金龟青铜色和古铜色个体4个测量点都反射紫外光(300～400 nm)和人类可见光(400～700 nm).古铜色个体光谱反射率整体低于青铜色个体,且青铜色个体反射波峰较古铜色个体多黄绿光反射峰.通过SPSS统计软件主成分分析比较,两种体色测量点反射光谱的主成分(明度、色度、饱和度)得分总体是有极显著差异的.比较发现,白星花金龟成虫青铜色个体的体色较古铜色个体更明亮更绚丽更多彩.     

天山北坡野苹果混生植被花期冠层光谱特征研究

研究野苹果花期冠层反射率光谱特征,为提取野苹果的分布提供依据,以西天山国家级自然保护区为研究区,利用Field Spec3便携式地物波谱仪,对小檗、野苹果、野山楂、野杏的花期进行地面冠层光谱数据采集及分析.通过移动平均法对光谱数据进行平滑降噪,分析4种植物反射率特征;对可见光波段内进行差值分析和一阶导,得出4种植物可见光范围内的特征波段;最后对660~760 nm反射率做一阶导,探究4种植物的红边参数特征.结果表明:野杏先着花后展叶,因此花期冠层反射率光谱无明显绿峰;不同树种反射率光谱在可见光波段差异明显;4种植物的红边位置野杏野山楂小檗野苹果.植物花期光谱特征明显,有利于对植物信息进行遥感提取.     

窄带高反膜的研究

结合ｎ≈ｋ的超薄金属膜，Ｆ－Ｐ干涉滤光膜及高反Ａｇ膜的光学特性提出了设计窄带高反膜的一种新方法，给出了可见光区的窄带高反膜的膜系结构，定理地分析了膜系的反射率，反射峰值，反射半波带宽等光谱反射特性，实验证实了理论设施和分析。同时，还提供了设计非可见光波段的窄带高反滤光片的方法。     

锶胁迫条件下生菜光谱效应特征

锶（Sr）胁迫条件下生菜的反射光谱特征会发生明显改变。通过室内生菜水培试验，获取了36个不同生长期、6个不同锶浓度胁迫的生菜叶片400～950 nm波段区间的生化参数信息（叶绿素含量、细胞结构、叶片金属含量）和反射光谱信息，利用光谱技术并结合数学统计方法研究了生菜叶片7个光谱特征参数与实测叶片锶元素含量之间的相关性，优选了较敏感光谱特征参数，建立了其与生菜叶片锶含量的线性回归模型。结果表明，锶胁迫生菜叶片叶绿素含量呈先上升后下降的规律，细胞结构差异不明显。锶胁迫生菜叶片反射光谱直观上无规律，通过采用光谱技术方法分析得出锶胁迫生菜叶片的红边波段位置先“红移”再“蓝移”，红谷波段位置则“红移”，植被指数B4/B3比值先升高后降低，红边归一化植被指数（NDVI）值随着锶浓度的升高而降低。相关性及线性回归模型分析表明红边波段位置与叶片锶含量显著相关。本文为下一步基于光谱特征的叶片重金属含量反演模型的构建提供了较好的数据源和基础理论。     

超声波作用下的光纤布拉格光栅频谱分析

阐述了利用光纤布拉格光栅进行传感测量的基本原理与方法,讨论了由于超声波作用而引起的光纤布拉格光栅机械形变及折射率变化.引入分层传输矩阵法建立仿真模型,利用一组典型的光纤布拉格光栅参数并采用分层赋值与矩阵叠加的方法,数值模拟了超声波作用下光纤布拉格光栅的频谱特性.分析了该模型的有效作用条件及改变超声波波长及强度对光纤布拉格光栅频谱特性的影响.提出一种适用于多种条件下的利用光纤布拉格光栅测量超声波的方法,以及相应可供参考的仿真模型.     

Attractiveness of tobacco volatiles induced by <Emphasis Type="Italic">Helicoverpa armigera</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">Helicoverpa assulta</Emphasis> to <Emphasis Type="Italic">Campoletis chlorideae</Emphasis>

The attraction of Helicoverpa armigera-and Helicoverpa assulta-induced and mechanical damage-induced tobacco volatiles to Campoletis chlorideae was investigated, and the induced volatiles were analyzed. In windtunnel, C. chlorideae was strongly attracted by herbivoreinduced tobacco volatiles. Mechanically damaged tobacco leaves, whether treated with caterpillar regurgitant or water,were more attractive to the parasitoid than undamaged tobacco leaves. GC-MS analysis revealed that only 4 compounds were released from undamaged tobacco leaves,whereas 13 compounds were commonly emitted from herbivore-infested and mechanically damaged tobacco leaves.Compound β-pinene was specifically induced by the infestation of H. armigera, and (Z)-3-hexenal was only induced by the infestation of H. armigera and H. assulta, whereas hexyl acetate was only induced by mechanical damage. Tobacco leaves infested by H. armigera and H. assulta released larger amounts of volatiles than undamaged tobacco leaves did.Tobacco leaves treated with artificial damage plus caterpillars regurgitant or water emitted the same levels of volatiles,which were higher than that emitted by undamaged tobacco leaves. The emission amounts of single compounds were also different between differently treated plants. The differences were large between herbivore-induced and mechanical damage-induced compounds, and small between H. armigeraand H.assulta-induced compounds, and among compounds emitted from mechanically damaged plants treated with water or caterpillar regurgitant.     

用于语音识别的基于高谱分辨率的谱减法

提出了一种新的基于高谱分辨率的谱减法,通常噪音帧和带噪语音帧具有相同的长度且都是短时帧,对短的噪音帧和带噪语音帧做傅立叶变换得到的谱分辨率低导致谱减法性能下降严重。基于平稳或接近于平稳的背景噪音下合并所有噪音帧再做傅立叶变换以提高噪音帧的谱分辨率;通过对带噪语音信号在时域进行前向和后向的延拓再做傅立叶变换以提高带噪语音信号的谱分辨率,在有效抑制噪音的同时减少了语音谱的失真并提高了系统识别率。     

废弃烟叶的综合利用现状

在废弃烟叶的综合利用中可得到烟碱、茄尼醇、氨基酸、有机酸、有机复混肥及活性碳等烟草产品.通过对烟叶中各种有用成分的提取、纯化和测量,对它们的性质有了进一步的了解,特别是对茄尼醇在光照下以及在不同溶剂中的稳定性有更进一步的认识.结合国内外废次烟叶综合利用情况,归纳和比较了烟碱、茄尼醇的主要提取和测量方法,总结了各种烟草提取物的性质及应用,以便更好地利用废次烟叶,得到更多有价值的烟草产品.     

基于空间谱域分布的衍射层析成像分析

提出从空间谱域分布的角度定性评价衍射层析成像特性,通过分析成像系统对应的空间谱域分布的面积和形状即可判断系统结构的优劣,进而衡量成像质量．基于空间谱域分析的理论基础,导出理想情况下衍射层析成像系统采用转角、频率扫描数据采集方式对应的空间谱域分布,分析传输和反射两种工作模式的成像特性,然后考虑实际情况下有限孔径的影响,并将该方法推广应用于合成孔径雷达成像．理论和数值结果表明,该方法简单、直观、物理概念明晰,利于选择优化成像系统结构,且可推广应用于一般性的成像系统．     

烟株叶片化学差异及聚类分组法在烟叶分组中的应用

选取云南烤烟云87、K326和红花大金元植株,通过测定烟株每片烟叶总糖、总氮和烟碱含量,研究这3个化学成分在植株不同部位的分布规律,并用聚类法对数据进行分析.结果表明,烟株不同部位叶片的化学成分差异变化规律非常明显,从基叶到顶叶,总氮和烟碱含量由低到高,总糖含量则先升高后降低.对植株叶片分组的聚类分析结果与国标分组基本一致,从而在内在化学质量差异性上印证了国标部位分组的科学性,同时也表明烟叶原料进一步精细化分组的可行性.     

铅锌矿区毛轴蕨反射波谱特征及其机理分析

为了研究铅锌矿对植物反射光谱的影响,以毛轴蕨野外测试光谱和叶灰分微量元素含量为基础,分析铅锌矿区和对照区毛轴蕨光谱特征和微量元素含量特征,并研究红边蓝移量和叶绿素归一化指数与各微量元素含量的相关性.结果表明:矿区毛轴蕨在近红外区域反射率要低于背景区,毛轴蕨红边位置发生了2～20nm的蓝移,根据叶微量元素含量分析确定毛轴蕨叶对铅、锌、锰、锶、钡、砷6种元素有较强的积累作用;毛轴蕨红边蓝移偏移量与锰、锶、铅、锌、钡、砷等几种微量元素含量均成正相关,除锶元素外,叶绿素归一化指数与几种主要元素均成负相关.