Study on the hyperspectral polarized reflection characteristics of oil slicks on sea surfaces

This study is concerned with the need for remote sensing techniques for the monitoring of oil-slick pollution on sea surfaces and the effects of oil-slick pollution on the sea.We used Daqing crude oil,Jilin crude oil,heavy oil and seawater from Dalian Bay to simulate oil-slick pollution on the sea surface and obtained multi-angle hyperspectral polarized reflectance information,from which we calculated the polarization for different kinds of crude oil,and oil-slicks of different thicknesses.By comparing the degree of polarization between oil-slicks of different thickness,and sea water,it was found that in the case of thin oil-slicks,the degree of polarization of seawater is higher than that of oil slicks with wavelengths of between 400-1000 nm.However,there was little difference at a wavelength of 785 nm.At angles of incident of 20° and 30° (the viewing angle equals the incident angle),it was easy to distinguish the changes of oil-slick thickness by the degree of polarization at 785 and 880 nm in the near-infrared band.The crude oil showed its inherent polarized characteristic as the oil-slick thickness increased to a certain degree.That is to say,the polarization of the seawater was higher than that of the oil-slick in the visible light range,but less than that in the near-infrared band.As the incident angle changed from 40° to 50°,the degree of polarization of seawater increased,and it was higher than that for the oil-sick between wavelengths of 400-1000 nm at an angle of incidence of 50°.This research on the polarized characteristics of an oil-slick on a sea surface brings new scientific techniques to the monitoring of sea-surface pollution by remote sensing.     

胜利油田石油污染土壤中重金属的形态分析

长期油田开发导致了胜利油田土壤环境的逐渐恶化,掌握伴随石油污染的土壤重金属累积和存在情况是弄清该地区土壤环境质量问题的关键之一。本文以胜利油田孤岛油区为研究区,通过改进的BCR连续提取法和DTPA提取法分别分析了土壤中4种重金属（Zn、Pb、Cd和Ni）的形态组成和有效态含量,指出研究区土壤中Zn和Cd具有较高活性和生物有效性,存在潜在污染风险。另一方面,通过分析不同年代开发的油井周围土壤中重金属的有效态含量,指出Cd和Ni的来源和形态分布可能受到了石油污染的影响。     

基于微波遥感的土壤湿度异常监测

提出地表微波极化差异指数,并利用AMSR-E星载被动微波遥感亮温数据,统计分析了2002-2006年7月上旬新疆微波极化差异指数旬平均分布;通过计算归一化距平,反演得到新疆7月上旬土壤湿度动态变化分布图。结果表明:利用微波极化差异指数能够较好地表征土壤湿度时空异常变化,为定量监测土壤相对干湿程度提供了一种有效便捷的方法。     

Full polarization scattering characteristics of sea fractal surface

In the conventional single polarization SAR system, only the scattering information of HH polarization or VV polarization can be obtained. Only co-polarizaion scattering cases are considered and cross-polarizaiton （HV and VH polarization） scattering cases are neglected. Therefore, much important information must be lost. Research on full polarization SAR system is an important approach to extract more useful information from SAR imaging. In this paper, the authors derived the full polarization scattering coefficients of 2-D sea fractal surface and simulated the radar cross section （RCS） of different polarizations. They also gave the exact theoretical explanations of the fully polarization scattering characteristics of sea fractal surface, and confirmed that the depolarization can be neglected. The result is the basis of the full SAR system design and SAR imaging.     

处于圆极化电磁场中的二能级原子

研究了处于圆极化电磁场中的二能级原子,通过求解薛定谔方程,得出了系统的波函数、能量本征值和动量本征值,处于圆极化电磁场中的二能级原子的能级发生了分裂,原子质心动量取值为(P0 jhk),这一结论可以解释Bragg现象。     

Reconstruction and analysis of temporal and spatial variations in surface soil moisture in China using remote sensing

An ensemble method was used to combine three surface soil moisture products,retrieved from passive microwave remote sensing data,to reconstruct a monthly soil moisture data set for China between 2003 and 2010.Using the ensemble data set,the temporal and spatial variations of surface soil moisture were analyzed.The major findings were:(1) The ensemble data set was able to provide more realistic soil moisture information than individual remote sensing products;(2) during the study period,the soil moisture increased in semiarid regions and decreased in arid regions with anoverall drying trend for the whole country;(3) the soil moisture variation trends derived from the three retrieval products and the ensemble data differ from each other but all data sets show the dominant drying trend for the summer,and that most of the drying regions were in major agricultural areas;(4) compared with the precipitation trends derived from Global Precipitation Climatology Project data,it is speculated that climate change is a possible cause for the drying trend in semiarid regions and the wetting trend in arid regions;and (5) combining soil moisture trends with land surface temperature trends derived from Moderate Resolution Imaging Spectroradiomete,the study domain was divided into four categories.Regions with drying and warming trends cover 33.2%,the regions with drying and cooling trends cover 27.4%,the regions with wetting and warming trends cover 21.1% and the regions with wetting and cooling trends cover 18.1%.The first two categories primarily cover the major grain producing areas,while the third category primarily covers nonarable areas such as Northwest China and Tibet.This implies that the moisture and heat variation trends in China are unfavorable to sustainable development and ecology conservation.     

信号偏振度反馈控制偏振模色散补偿的解析研究

基于主偏振态理论和一阶近似，导出了光路的偏振模色散引起信号偏振度下降的简洁解析表达式．它能处理多种因素对偏振度下降的影响，包括信号啁啾、升降时间、放大自发辐射、脉冲波形和消光比等．通过我们的仿真数据与实验结果的比较，验证了它的正确性．数值仿真也表明利用信号偏振度监测和控制偏振模色散的DOP技术能有效补偿差分群延迟小于1．54个位周期的光通信系统的偏振模色散。     

数字遥感影像判读法在土壤侵蚀调查中的应用

土壤侵蚀调查技术经历了人工实地填图调查、航 (卫 )片目视判读调查之后 ,目前已进入数字遥感影像调查的新阶段 .本文对数字遥感影像判读调查法与常规调查法进行了对比 ,总结了数字遥感影像判读法的优越性 ,同时也指出了目前存在的一些问题     

基于夜光遥感的辽宁省城镇化动态特征

辽宁省工业发展起步时间早,已实现相对较高的城镇化水平。为加快推进新型城镇化战略实施,推动可持续发展,评估城镇化的动态发展状态尤为重要,基于卫星的夜间灯光被广泛应用于监测各种尺度下的城市时空格局。以2012—2020年NPP/VIIRS夜间灯光数据为数据源,首先借助相关性分析与地理探测器中的因子探测和交互探测算法,验证夜间灯光反映城镇化动态发展的有效性,在此基础上使用变异系数、趋势分析和Hurst指数分析辽宁省城镇化在省域层面和区域层面上的分布特征与发展趋势。结果表明：夜光遥感数据是评价城镇化特征的有效数据来源;省域层面上,城镇面积在十年间不断扩张,而城镇建成区范围内约一半区域发展活力不足,城镇化面临增量不增质的发展困局;区域层面上,城镇化呈现明显的区域差异,沈阳现代化都市圈与辽宁沿海经济带的城镇化水平明显高于其他地区,辽东绿色经济区由于生态保护的限制而发展滞后,但在预测结果中表现出积极的城镇化发展态势。     

被动微波遥感土壤水分产品降尺度方法研究综述?

利用被动微波遥感反演土壤水分是当前监测土壤含水量最有效的手段之一.但是受限于较低的空间分辨率,被动微波遥感土壤水分产品一般只适用于大尺度研究.为了满足科学研究中对不同分辨率土壤水分产品的需求,对土壤水分降尺度的相关研究成为当前遥感领域的一个研究热点.本文就目前国内外土壤水分降尺度方法进行详细介绍,并比较和评价多元统计回归法、基于物理模型的方法、权重分解、数据同化及空间插值等方法的优缺点及适用条件.最后指出目前土壤水分降尺度方法存在的问题,并提出今后降尺度方法的发展方向.     

基于土壤地形指数和下垫面水文分区的流域模型参数率定

针对流域水文响应会受到地质、地形、地貌、植被、土壤等自然地理因素以及土地利用等下垫面因素综合作用的特点,根据流域下垫面的地理特征进行水文响应分区。借助遥感资料对流域下垫面进行分类并获取土地覆盖/土地利用信息,结合流域土壤类型数据与地形指数推求流域的土壤地形指数。进一步地,利用遥感分类信息和土壤地形指数进行流域的水文分区,率定各个水文分区SCS模型的参数CN值并进行水文模拟,结果表明,屯溪流域21次和东湾流域32次洪水径流模拟相对误差均比传统方法的小。     

基于Envisat数据的地物后向散射特征研究

本文采用ENVISAT ASAR的APMode（Alternating Polarisation Mode）数据,由雷达图像成像原理及物理机制人手分析广州市几种典型地物（水体、植被、建筑物）在不同极化方式下后向散射特征及其成因。在此基础上选取HH极化图像、VV极化图像及VH／VV比值图进行合成,并利用监督分类方法对该极化合成影像进行分类,与光学影像的分类结果图进行比较。结果表明：极化雷达具有探测水质的能力,建筑物的后向散射特征还与其排列方式有关,极化合成影像分类图能初步达到地物分类识别的效果。     

胜利油田土壤中重金属的污染特征分析

长期油田开发造成了胜利油田采油区土壤环境质量恶化,然而目前对油田土壤中重金属的污染特征尚不十分明确。本文通过对胜利油田孤岛油区土壤中8种重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、V和Mn)进行采样和分析,发现研究区土壤中Cu、Zn、Cd和Ni的富集因子分别达到了3.44、5.79、8.08和2.47,存在不同程度的富集现象,且具有潜在污染风险;重金属形态分析结果表明,油区土壤中重金属的形态分布很可能受到了石油污染的影响。     

西安市主要功能区表层土壤重金属污染现状评价

调查了西安市主要功能区表层土壤0~15 cm中砷(As)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)5种重金属元素的含量及分布规律.根据功能分区,把西安市分为交通道路边缘带、工业区、生活区、文教区和对照区,在每个区域采集若干个样品进行分析.结果表明,西安市工业区表层土壤重金属污染严重,交通道路边缘带为中度污染,其它功能区为轻度污染.西安市土壤重金属污染的防治重点为交通区和工业区,应加强对严重污染区和中度污染区的防治.     

金属表面自催化反应的微电极极化行为

对金属表面自催化反应的微电极极化行为进行了分析，得出了影响自催化反应的两个主要因素是表面吸氢浓度和金属离子吸附浓度；提出了促进自催化反应进行的方法.     

GaAs导带中电子自旋极化的能量演化

考虑自旋极化依赖的带隙重整化效应,分别计算了常温与10 K的低温下GaAs导带中光注入电子自旋极化度的能量演化。计算过程中假设右旋圆偏振光激发,载流子浓度为2×1017 cm-3。发现常温下电子初始自旋极化度随过超能量的增大而增大,并非为通常认为的0.5。而在低温下,导带底附近电子初始自旋极化度几乎为0,电子初始自旋极化度也随过超能量的增大而增大,高能级上可以获得100%的电子初始自旋极化度。     

响应曲面法优化混合菌KW8-2修复石油污染土壤

采用响应曲面法优化混合菌KW8-2修复石油污染土壤的条件。以初始原油质量分数、接种量、氮磷比和表面活性剂用量为自变量,修复60 d的原油降解率为因变量,采用Box-Behnken(BB)设计,研究各自变量及其交互作用对污染土壤生物修复的影响,得到二次多项式回归方程预测模型。结果表明:原油质量分数分别为10×10-3、30×10-3和50×10-3的污染土壤,最佳修复条件下的原油降解率分别为67.12%、63.39%和56.57%,远高于单因素试验的最高值(63.78%、60.36%和55.44%);试验数据可为混合菌KW8-2修复原油污染实际土壤提供技术支持。     

遮光型自动颗粒计数法测定液压系统油液污染度

简述了液压设备中液压油污染物的种类、来源及引起的危害，介绍了利用基于自动颗粒计数原理的MCS51单片机测定液压系统油液污染度的监测装置。     

土壤重金属污染修复及其遥感评价研究概述

系统分析了土壤重金属污染的生物效应和主要的修复方法,总结了国内外遥感技术在土壤理化特性监测中的研究成果,提出了其在重金属污染修复评价中的应用前景,为进一步开展退化土地资源的修复研究奠定了理论基础.     

一种基于光的偏振状态自动检测装置的跨学科综合设计性实验

设计了一种光的偏振状态自动检测装置,该装置已经申请国家发明专利。该装置作为一比较典型的小型光机电一体化设备,涉及到光学、机械、电子、自动控制等专业的内容。基于该装置,提出了一项跨学科综合设计性实验。通过这个项目参与学生体会到将不同学科、专业的知识有机结合起来的重要性,综合能力、动手能力以及团队合作能力都得到了很大的提高。