基于高光谱激光雷达信号强度免校准的煤岩分类

安全性对于深井开采至关重要。基于激光雷达的扫描探测技术可以有效监测巷道和深部煤矿现场的围岩安全状况。新兴的高光谱激光雷达不仅可以提供空间几何信息还可以提供丰富的光谱数据,在深井煤矿安全检测和精细结构分析方面具有良好的应用前景,而精确的煤岩分类是监测分析的基础。在实际应用中,雷达强度信号易受仪器属性和环境因素的影响,需校准才能使用。由于深井煤矿粉尘污染严重,常规校准方法难以达到理想效果。针对这个问题,提出一种信号强度免校准的方法,从激光雷达回波信号中提取新特征实现煤岩精确分类。首先,使用高光谱激光雷达获得煤/岩石样本的回波强度信息,并计算出波形熵(WE)和联合偏斜度-峰度系数(JSKF)作为新分类特征参数。其次,采用随机森林(RF)与支持向量机(SVM)分类器实现煤/岩石分类。最后,笔者进行了光谱分段测试,对特征分类性能进行优化。结果表明,所提的免校准方法,提高高光谱激光雷达直接应用能力的同时能够保持良好的分类性能。

基于高光谱激光雷达的滞尘叶片光谱特征分析

城市绿植为城市生态系统提供自净功能,起到净化空气以及滞尘降尘等多种环境保护作用,而滞尘等因素也会对绿植产生影响。为了研究滞尘对城市绿植叶片光谱特征的影响,采集了四种常绿绿植(八角金盘、石楠、香樟和玉兰)叶片样本,使用高光谱激光雷达系统获取高光谱点云数据,分析了滞尘对叶片光谱特征的影响。分析结果表明:对于不同种类叶片,滞尘对可见光波段反射率均有较大影响;对于同种类叶片,滞尘对近红外波段的反射率差异影响较大,可见光波段的反射率差异为1.21%∼3.41%,近红外为1.76%∼8.49%;线性四点内插法计算和光谱导数分析表明滞尘对四种叶片的红边位置无显著影响;四种叶片的叶面水含量指数(LWI)对滞尘的响应程度最小(均小于3.7%),而比值植被指数(RVI)对滞尘的响应程度最大(除香樟外,均大于20.0%),红边指数(SDr)、简单比值指数(SR)和叶面叶绿素指数(LCI)的响应程度稳定性较差。进一步建立了滞尘植被指数和响应程度的线性相关性拟合模型并进行了检验,其中以LCI为自变量建立的模型为最稳定拟合模型,可表示为b=−1.527a+0.6597,决定系数约为0.88。