检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2024年第24期44卷 248-258页

作者：王宇轩孙晓兵提汝芳黄红莲刘晓中国科学院合肥物质科学研究院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥 230031 中国科学技术大学安徽合肥 230026 中国科学院合肥物质科学研究院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥 230031

高光谱图像提供了数百个连续的光谱测量,从这些信息繁多的通道中筛选特征鲜明且相互独立的波段子集成为一个重要问题.近年来,尽管有许多波段选择方法,但大多数方法只关注波段的信息熵或已被挑选波段间的冗余性.为了综合考虑波段间的冗... 详细信息

高光谱图像提供了数百个连续的光谱测量,从这些信息繁多的通道中筛选特征鲜明且相互独立的波段子集成为一个重要问题.近年来,尽管有许多波段选择方法,但大多数方法只关注波段的信息熵或已被挑选波段间的冗余性.为了综合考虑波段间的冗余性和信息熵,提出了一种考虑波段共享近邻的高光谱波段选择方法.该方法包括子空间划分和权重排名两个部分.通过波段的共享近邻,将空间预分割点优化到适当的位置,以最大化不同子空间之间的差异.在波段选择阶段,综合考虑了局部密度、信息熵和信噪比,以选择出最优的波段子集.在3个公开数据集上进行大量对比实验,证明了该方法在精度和效率方面的显著提升.

关键词：高光谱成像波段选择共享近邻局部密度

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基于GMI数据的植被荧光反演研究

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大气与环境光学学报 2024年第2期19卷 221-231页

作者：王晓迪王先华施海亮叶函函李超安源孙二昌中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

太阳诱导叶绿素荧光直接指示植被生理状态,而植被作为重要的碳汇,若能利用温室气体卫星遥感数据反演出植被叶绿素荧光,则对于分析大气温室气体源、汇具有重要意义。利用氧气吸收线拟合法,基于GF-5卫星“大气主要温室气体监测仪(GMI)”... 详细信息

太阳诱导叶绿素荧光直接指示植被生理状态,而植被作为重要的碳汇,若能利用温室气体卫星遥感数据反演出植被叶绿素荧光,则对于分析大气温室气体源、汇具有重要意义。利用氧气吸收线拟合法,基于GF-5卫星“大气主要温室气体监测仪(GMI)”及美国OCO-2遥感数据,针对亚马逊森林、撒哈拉沙漠和非洲草原地区2019年1月和7月GMI卫星遥感数据开展了叶绿素荧光反演研究,并将结果与OCO-2数据荧光产品进行对比分析。反演结果表明:以OCO-2荧光产品为基准,在三个研究区域的两个研究时段内,GMI数据能够较好地反演叶绿素荧光强度。

关键词：太阳诱导叶绿素荧光遥感反演方法

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卫星PSAC载荷陆地观测中气溶胶和地表参数的信息量分析

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红外与毫米波学报 2022年第4期41卷 770-784页

作者：樊依哲孙晓兵提汝芳黄红莲刘晓中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 合肥市农业行业首席工作室安徽合肥230031

针对卫星载荷大气校正仪分系统PSAC在陆地上空气溶胶反演领域的应用需求,基于最优化反演框架,引入信息量和后验误差分析方法,讨论了不同观测模式下气溶胶和地表参数的信号自由度(DFS)的观测角度依赖性,给出了气溶胶和地表参数的后验误... 详细信息

针对卫星载荷大气校正仪分系统PSAC在陆地上空气溶胶反演领域的应用需求,基于最优化反演框架,引入信息量和后验误差分析方法,讨论了不同观测模式下气溶胶和地表参数的信号自由度(DFS)的观测角度依赖性,给出了气溶胶和地表参数的后验误差。在此基础上,分析了气溶胶和地表参数的DFS随光学厚度(AOD)和地表反射率的变化趋势。研究表明:1)不同的观测几何下,气溶胶参数总的DFS有很大差异,反演气溶胶参数的最优散射角范围是140°~180°;2)任意观测角度,细粒子为主的细模柱浓度v_(0)^(f),粗粒子为主的气溶胶柱浓度v_(0)^(f)和v_(0)^(c)能被反演出来,谱分布部分参数以及折射指数部分参数在大散射角能被反演获得;3)对不同AOD和地表反射率下参数的DFS分析,偏振信息的增加有助于亮地表下气溶胶参数的反演,增加短波红外波段能提升在AOD高值条件下对地表参数的获取能力。

关键词：偏振扫描大气校正仪(PSAC) 偏振遥感短波红外气溶胶信息量分析最优估计反演

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光学遥感器复杂环境下在轨辐射定标方法

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光学学报 2022年第6期42卷 224-229页

作者：包诗薇陈洪耀张黎明黄文薪司孝龙张超陈卓中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 北京市遥感信息研究所北京100192

基于反射率基法的大面积均匀场替代定标是目前常见的在轨定标方法,国内均匀场数量少,反射率偏低,定标频次与精度都受到限制。灰阶靶标法已经实现了在均匀场环境下的高精度辐射定标,但如何突破大面积均匀场单一环境背景限制实现高频次定... 详细信息

基于反射率基法的大面积均匀场替代定标是目前常见的在轨定标方法,国内均匀场数量少,反射率偏低,定标频次与精度都受到限制。灰阶靶标法已经实现了在均匀场环境下的高精度辐射定标,但如何突破大面积均匀场单一环境背景限制实现高频次定标,依然是当前的难题。在经典辐照度基法的基础上,提出了适用于灰阶靶标的改进辐照度基法,分析讨论了复杂环境下的在轨辐射定标方法,并对某光学卫星开展了实验验证。结果表明,提出的改进辐照度基法与反射率基法的最大差别小于3.5%,可实现复杂背景环境下的在轨辐射定标,为我国光学卫星高频次、高精度在轨辐射定标提供了技术途径。

关键词：遥感辐射定标灰阶靶标辐照度基法

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基于SRIO总线的光纤通信测试系统设计与实现

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大气与环境光学学报 2024年第2期19卷 257-264页

作者：赵子豪路美娜许智龙吴洋刘景岩宋茂新骆冬根中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230031

针对基于线阵电荷耦合元件(CCD)成像原理的调焦调平系统强实时性、高同步性及高数据率的特点,设计了一种基于串行RapidIO总线协议的光纤通信测试系统。该系统以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心,以光纤为传输介质,通过串行RapidIO总线... 详细信息

针对基于线阵电荷耦合元件(CCD)成像原理的调焦调平系统强实时性、高同步性及高数据率的特点,设计了一种基于串行RapidIO总线协议的光纤通信测试系统。该系统以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心,以光纤为传输介质,通过串行RapidIO总线协议完成对调焦调平系统性能验证过程中的指令控制和图像数据传输。基于双存储器(FIFO)缓冲的SRIO接口设计使得该测试系统具有较强的通用性和实用性。测试结果表明,该系统光纤接口数据传输速率达440 MB/s,能够满足调焦调平系统性能验证对数据传输速率及正确性的需求。

关键词：调焦调平系统串行RapidIO 现场可编程门阵列光纤通信

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基于偏振信息的污泥沉降比快速测量研究

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应用光学 2025年第1期46卷 121-128页

作者：王新强覃杉孙晓兵熊伟叶松王方原童宣科桂林电子科技大学光电工程学院广西桂林541004 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

污水处理是人类生产、生活中保持水源清洁的重要环节,污泥沉降比是衡量污水处理效果的关键指标。现有的污泥沉降比测量需要等杂质沉淀完成,耗费时间长,检测效率低下。为了实现实时、非接触、低耗测量污泥沉降比,研究了均匀污泥水样光偏... 详细信息

污水处理是人类生产、生活中保持水源清洁的重要环节,污泥沉降比是衡量污水处理效果的关键指标。现有的污泥沉降比测量需要等杂质沉淀完成,耗费时间长,检测效率低下。为了实现实时、非接触、低耗测量污泥沉降比,研究了均匀污泥水样光偏振信息与沉降比之间的关系,通过测量污泥沉淀前混合溶液的偏振图像,提取偏振特征参量,利用BP(back propagation)神经网络对偏振参量与沉降比进行训练建模,建立了输入层为I、Q、U、P、θ,隐含层节点数为13,输出层为污泥沉降比,网络拓扑结构为“5-13-1”的BP神经网络预测模型。模型训练采用L-M(Levenberg-Marquardt)算法,网络传递函数采用tansig-purelin。结果表明:预测模型的平均相对误差为4.361%,平均绝对误差为0.00821,均方误差为0.00014,均方根误差为0.01213,四者均在误差允许的范围内,能够用于污泥沉降比的快速预测。

关键词：偏振信息污泥沉降比定量检测 BP神经网络

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双摆臂式干涉仪动镜控制器设计及实现

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量子电子学报 2025年第3期42卷 334-344页

作者：陶启贵李大成王安静李扬裕施海亮安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

干涉仪动镜控制效果的好坏影响着傅里叶光谱仪的性能,已有的研究表明,双摆臂式干涉仪比经典迈克尔逊干涉仪具有更好的稳定性。然而,对于倾斜会使动镜控制误差增大的问题,由于生产工艺等因素的限制,实际上很难完全依靠硬件来消除。因此,... 详细信息

干涉仪动镜控制效果的好坏影响着傅里叶光谱仪的性能,已有的研究表明,双摆臂式干涉仪比经典迈克尔逊干涉仪具有更好的稳定性。然而,对于倾斜会使动镜控制误差增大的问题,由于生产工艺等因素的限制,实际上很难完全依靠硬件来消除。因此,本文尝试从控制方法的角度来实现干涉仪动镜在环境参数发生变化时控制误差不超过2%的要求。本工作在对动镜控制器进行分析的基础上,搭建了软硬件平台,在硬件上实现控制信号的获取与通信,而在软件上实现动镜的周期摆动。在周期摆动的匀速阶段,分别在控制器中使用经典比例-积分-微分(PID)和模糊PID进行控制,并在水平与倾斜两种情况下进行了试验与数据采集。试验结果表明:相较于经典PID,模糊PID在系统参数发生变化的情况下具有更好的控制效果,其水平状态的误差在0.7%以内,平均误差为0.15%,倾斜状态的误差在1%以内,平均误差为0.29%。该控制方法为傅里叶光谱仪在复杂环境中的应用与拓展提供了借鉴。

关键词：自动控制动镜控制模糊控制算法双摆臂式干涉仪

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面向平流层传感器的红外多光谱地表温度反演仿真

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光学学报 2022年第12期42卷 55-65页

作者：叶松夏侯琪吴军熊伟崔方晓李大成桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004

针对平流层载荷在对地观测应用中精确获取地表温度的需求,基于SeeBor大气廓线集和MODIS分裂窗通道的参数建立了平流层仿真数据集,分析了通用分裂窗算法在平流层高度获取地物温度的有效性;开展了反演精度对观测高度、发射率、水汽含量、... 详细信息

针对平流层载荷在对地观测应用中精确获取地表温度的需求,基于SeeBor大气廓线集和MODIS分裂窗通道的参数建立了平流层仿真数据集,分析了通用分裂窗算法在平流层高度获取地物温度的有效性;开展了反演精度对观测高度、发射率、水汽含量、噪声等效温差(NETD)和光谱响应漂移的敏感性分析。仿真结果表明,算法的理论误差为0.185 K,其中发射率和NETD对反演误差的贡献最大。最后分析了不同影响因素的偏差约束需求,结果表明在发射率不确定性优于1%、NETD优于0.4 K、光谱响应漂移在-3~3 nm的条件下,温度反演精度可以实现优于2 K的水平。

关键词：大气光学平流层地表温度分裂窗算法敏感性分析

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近红外光谱在爆炸物粉末表面沾染遥测中的应用

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光谱学与光谱分析 2021年第2期41卷 441-447页

作者：李大成王安静李扬裕崔方晓吴军曹志成王云云乔延利中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

针对爆炸恐怖事件预防和打击领域内的大范围开放空间下制爆运爆可疑人员衣物表面沾染爆炸物粉末检测问题,研究基于近红外光谱的爆炸物粉末表面沾染遥测方法。研制了一套近红外成像光谱数据采集系统,采集了多种爆炸物粉末和沾染基底的近... 详细信息

针对爆炸恐怖事件预防和打击领域内的大范围开放空间下制爆运爆可疑人员衣物表面沾染爆炸物粉末检测问题,研究基于近红外光谱的爆炸物粉末表面沾染遥测方法。研制了一套近红外成像光谱数据采集系统,采集了多种爆炸物粉末和沾染基底的近红外反射光谱,制备了多个爆炸物粉末表面沾染样本。针对表面沾染检测应用中爆炸物粉末与沾染基底近红外反射特征混叠问题,利用近红外光谱数据处理技术构建近红外光谱解混校正模型,去除了沾染基底信号对爆炸物粉末目标识别的干扰。针对遥测应用中光源照射不均匀问题造成的干扰(如强光反射造成的光谱信号饱和,光线遮挡造成阴影引起的信号微弱,引起光谱反射率测量异常问题),对目标校正得分图进行有效过滤避免误识别问题。此外,针对背景噪声较大时出现光谱预处理过度造成的误识别问题,利用目标原始光谱反射率均值和得分图综合判别加以校正解决。通过实验验证,提出的方法成功解决了表面沾染特征混叠问题、去除了遥测中光照及其他噪声因素的干扰影响,避免了误分类,在典型背景材质棉麻、化纤布料基底上成功识别分类AP(高氯酸铵)、CL-20(六硝基六氮杂异伍兹烷)、NQ(硝基胍)、RDX(黑索金)、TATB(三氨基三硝基苯)、硝娣(工业炸药)、烟花爆竹等爆炸物粉末单质及混合物,验证了系统及方法的有效性和可行性,首次在实验室环境下实现了爆炸物粉末表面沾染遥测成像报警,有效距离可达数十米,具备一定应用价值与发展潜力。

关键词：近红外光谱爆炸物粉末表面沾染识别分类

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XM23胶的单轴拉伸试验及超弹性本构模型构建

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宇航材料工艺 2023年第1期53卷 38-42页

作者：罗鹏孙亮程伟华陈怀军罗海燕中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室合肥230031

XM23胶广泛应用于航天光学遥感器,用于粘接光学透镜与金属结构件,可以起到减振作用。目前对XM23胶的力学性能的研究都是基于线弹性理论,但XM23胶是一种高聚合物,表现出非线性特征,无法使用线弹性材料的杨氏模量和泊松比进行准确地表征... 详细信息

XM23胶广泛应用于航天光学遥感器,用于粘接光学透镜与金属结构件,可以起到减振作用。目前对XM23胶的力学性能的研究都是基于线弹性理论,但XM23胶是一种高聚合物,表现出非线性特征,无法使用线弹性材料的杨氏模量和泊松比进行准确地表征。本文首先通过XM23胶的单轴拉伸试验测试出该胶的应力应变数据,基于超弹性理论,尝试运用3种超弹性本构模型进行数据拟合。分析发现,Mooney-Rivlin 3参数本构模型最适于表征XM23胶的力学性能,其本构模型材料参数C10为-0.2059 MPa、C01为0.6888 MPa、C11为0.0557 MPa。利用此本构模型使用有限元软件模拟了该胶的单轴拉伸试验,仿真得到应力应变数据在误差范围内与试验数据一致。XM23胶的超弹性本构模型构建为XM23胶的胶接结构有限元建模提供了理论和数据支撑。

关键词： XM23胶单轴拉伸超弹性本构模型有限元仿真

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