基于超表面的多光谱成像系统设计

超表面是一种人工制造的亚波长结构阵列平面,重量轻,易集成,可实现多种功能,被广泛应用于诸多领域。传统光谱成像系统依赖于色散元件及光程累积相位差实现不同波长的色散与聚焦,无法满足系统集成化需求。不同于传统光学元件依赖电磁波在介质中传播累积相位差,超表面依靠界面相位变化来进行相位调控,可实现十分轻薄的光学系统。研究传输相位型超表面,使用时域有限差分算法(FDTD算法)优化单元结构。将超表面引入光谱成像系统中,通过优化亚波长结构尺寸,进行结构排布,开展超表面光谱成像系统研究,实现多波长色散与聚焦独立调控。利用该方法,扫描不同单元结构参数对相位的影响,依照聚焦的相位分布针对不同波长设计对应的位相分布,仿真实现了一个波段范围为510~720 nm,焦距为2 mm,谱段数为八个的超表面多光谱成像系统。通过电磁仿真软件FDTD solutions和数据处理软件计算全模结构电场的远场分布,并分析了系统的成像性能。相比于传统光栅或棱镜分光结构,超表面光谱成像系统可有效减小系统体积,其超轻、超薄、便携特点解决了现有光谱成像系统的应用局限性,为小型化、轻量化光谱成像系统的研制提供了一种新的解决方案。

基于重叠视场的拼接式高光谱相机非均匀性校正

高光谱遥感能够提供丰富的地球表面信息,因而受国内外学者的广泛关注。受到技术与工艺水平影响,目前单个高光谱相机无法同时满足成像大视场和高分辨率的应用需求。拼接式高光谱相机技术将多个高光谱相机组合成一个成像系统,有效地扩大了高光谱相机的视场,在精准农业、对地观测、环境监测等方面有着广泛的运用。由于探测器像元响应,光学系统,电子学系统等因素的影响,高光谱相机的焦平面阵列在同一均匀辐射源下,探测器单个像元输出会出现不一致的现象,该现象即为高光谱相机的非均匀性。拼接式高光谱相机的非均匀性会严重影响相机成像质量与图像判读。目前,非均匀性校正主要分为基于定标的校正方法和基于场景的校正方法两大类。通过对中国科学院空天信息创新研究院研制的拼接式高光谱相机非均匀性的分析,建立了单台相机和多台相机间的非均匀性模型,并根据非均匀性模型提出了一种基于重叠视场的拼接式高光谱相机非均匀性校正方法。该方法综合运用了实验室定标数据与实时飞行数据,利用实验室辐射定标校正单台相机非均匀性,利用相机间重叠视场并引入小波滤波计算非均匀性系数校正多相机间的非均匀性。由于该方法在实验室仅需要对单台相机进行辐射定标,因此也摆脱了需要大口径积分球光源的限制。开展了一系列对不同方法处理后图像质量进行评价的实验。选取了存在非均匀性两个不同的波段图像作为原始图像,并用该方法与对比方法对原始图像进行处理。为了能够定量地对不同方法的校正效果进行对比,引入了图像质量的提高系数(IF),非均匀性(NU)与光谱角(SA)三个评价指标。结果证明,本文提出的基于重叠视场的拼接式高光谱相机非均匀性校正方法具有最好的非均匀性校正效果,同时最大程度保留了光谱特性。

干涉光谱数据处理技术研究进展

干涉光谱成像技术是一类同时具有成像、光谱测量功能的新型信息获取技术,由于干涉光谱成像仪获取的数据是目标的干涉数据,是一种中间数据,不能为用户直接所用,必须通过数据处理技术进行处理才能得到高质量的光谱数据,最终为用户所用。文章将干涉光谱数据处理技术分为通用型和专用型两大类,首先介绍了通用型干涉光谱数据处理技术的发展历程,然后针对干涉光谱成像技术的分类,介绍了不同类型干涉光谱数据的提取方式,对近些年来国内外专用型干涉光谱数据处理技术的发展进行了分析介绍。最后,对干涉光谱数据处理技术的发展趋势进行了展望。

不同氮素营养条件下的冬小麦生理及光谱特性

通过对氮胁迫下冬小麦叶绿素含量、叶面积指数等参数的分析,得出养份胁迫下冬小麦生理反应的特点,并且分析了其光谱特征及与叶绿素含量等的相关关系。

图像融合效果评价方法研究

以IKONOS影像为数据源,对IHS、PC,Gram-Schmidt和基于亮度调节的平滑滤波(SFIM)四种融合算法进行融合处理,对其结果进行了评价.结果表明,定性比较主观性较强,定量比较方法虽多,但大都有一定的局限性,不同谱段的计算结果总有些差异.因此,定量评价时应该多选一些波段与评价方法才能获得比较客观的评价结果.光谱曲线的比较不失为一种比较好的方法,在对光谱曲线进行比较时本文引入了光谱角度和几何距离两种方法进行定量的比较.

反射转镜式干涉光谱仪光程差非线性修正方法比较

介绍了反射转镜式干涉光谱仪的原理。转镜的转动会导致光程差存在非线性问题,是转镜式干涉光谱仪普遍存在的问题。由于光程差的非线性会导致反演光谱的严重失真,因此需要对其进行修正处理。对非线性修正问题,目前常用的有光程差替换法、干涉图二次采样法和NUFFT法。实验结果证明,NUFFT法和光程差替换法运算精度较高,相对偏差优于0.13%,NUFFT法精度又略高于光程差替换法;在运行效率上,NUFFT法运行速度最快,其次为光程差替换法。由于干涉图本身是一个剧变信号(特别是在零光程差附近),不适合进行多项式拟合,所以干涉图二次采样法运算精度最低,另外,由于干涉图二次采样法需要做分段拟合运算,所以运行效率也最低,从而可以认为NUFFT方法是目前最适用于反射转镜式干涉光谱仪非线性采样误差修正的方法。

土地利用变更的遥感应用分析

发现变化区域和变更类型是土地利用变更信息提取的主要任务 ,随着遥感技术的发展 ,土地利用变化信息提取的方法趋向于结合高分辨率的卫星影像和现有的影像处理方法来产生变化信息模板。本文全面总结分析了土地利用变更信息获取的技术和方法 ,并在此基础上进一步研究了基于 RS和 GIS技术的土地利用变更信息获取技术方法 ,以及高分辨率遥感影像在土地利用变更信息提取中的应用分析。

国外沉浸体验研究述评

沉浸体验是促使个体不厌其烦地反复进行同样的活动且能够在活动中获得充实感和愉悦感的一种正向的积极心理体验。沉浸体验在生活的各个领域均有表现,它是积极心理学研究的一项重要内容。近年来,国外关于沉浸体验的研究日益丰富。本文从沉浸体验的概念、理论模型及其国外已有研究等方面进行了概述。未来研究可以从本土化心理学视角出发,选择恰当的研究方法,更为深入地探讨沉浸体验模型在中国的实用性、沉浸体验的相关变量、产生的过程及其背后的生理机制研究。

柴胡加龙骨牡蛎汤加减治疗肿瘤后抑郁的临床疗效

目的:探究柴胡加龙骨牡蛎汤加减治疗肿瘤后抑郁的临床疗效。方法:选取2015年8月～2017年8月我院收治的86例肿瘤后抑郁患者作为研究对象,随机分为对照组和观察组。对照组采用常规三环类抗抑郁药治疗,观察组采用柴胡加龙骨牡蛎汤加减治疗。对临床治疗效果以及治疗前后生活质量进行评分。结果:观察组治疗总有效率明显高于对照组,且治疗后观察组在生理职能、社会功能、生理功能、活力、精神健康等各项指标评分均明显高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:采用柴胡加龙骨牡蛎汤加减治疗肿瘤后抑郁临床效果显著,能够有效改善生活质量,值得在临床上推广。

増液解毒汤治疗头颈部恶性肿瘤急性放射性口腔黏膜炎临床疗效探析

目的:研究头颈部恶性肿瘤并发急性放射性口腔黏膜炎的临床治疗中应用増液解毒汤的效果。方法:对2015年1月～2017年1月本院头颈部恶性肿瘤患者64例回顾性分析,接受同步放化疗,其中32例另外接受中药増液解毒汤治疗,视作观察组,与接受西药治疗的32例(对照组)治疗效果进行对比。结果:观察组急性放射性口腔黏膜炎发生率为15.63%,延迟放疗率12.50%,联合其他治疗率9.38%,对照组分别为37.50%、34.38%、34.38%,P<0.05。结论:増液解毒汤治疗头颈部恶性肿瘤能够降低急性放射性口腔黏膜炎发生率,减少放疗延长,加快放疗完成,有广泛应用价值。

葛根芩连加味汤灌肠对盆腔肿瘤放疗患者放射性直肠炎的效果观察

目的分析研讨葛根芩连加味汤灌肠治疗盆腔肿瘤放疗后伴放射性直肠炎的临床效果。方法从我院收治的盆腔肿瘤患者放疗后伴放射性直肠炎患者中抽取80例,回顾分析其病历资料,依据治疗方式分组,研究组40例接受葛根芩连加味汤灌肠治疗,对照组40例接受西药灌肠治疗,观察比较两组患者治疗效果。结果研究组治疗总疗效92.50%高于对照组70%(P<0.05)。两组患者免疫指标(IgA、IgM、IgG),治疗前P>0.05,治疗后,研究组均高于对照组(P<0.05)。结论盆腔肿瘤放疗后伴放射性直肠炎采用葛根芩连加味汤灌肠治疗,可增强免疫功能,提升疗效,值得推广。

社会距离对大学生道德判断的影响

目的:基于解释水平理论,探讨社会距离是否影响大学生的道德判断,为高校对学生进行道德教育和人格塑造提供心理学依据。方法:采用内隐联想测验(Implicit Association Test,IAT)研究范式,随机抽取63名宁夏大学本科生进行实验。结果:被试在相容任务下的平均反应时显著短于在不相容任务下的平均反应时(t=-4.192,df=59,P<0.001);女生在相容任务下的平均反应时显著短于男生在相容任务下的平均反应时(F(1,58)=10.27,P<0.05),男女生的IAT效应值存在显著性差异(t=-2.286,df=58,P<0.05)。结论:大学生的道德判断受到社会距离的影响。大学生倾向于将积极道德词与熟人联结,而将消极道德词与陌生人联结。此外,社会距离对大学生道德判断的影响存在性别差异。

高光谱干涉图像动态追踪补偿方法研究

结合基于位置姿态测量系统的目标动态追踪补偿校正和非等间隔快速傅里叶变换谱提取,提出一种机载遥感的高准确度校正方法.该方法通过位置姿态组合系统在承载平台稳定性较差的成像条件下进行实时姿态测量、主动校正、反馈补偿获取干涉图,再对校正后的干涉图进行空间变换和非均匀性谱提取,获得融合图像和目标光谱曲线.机载飞行实验表明:多谱段伪彩色融合图像效果良好,光谱反演准确度与传统校正方法相比有大幅提升.基于该方法的位置组合测量系统具有良好的机载环境适应性,可应用于稳定性较差的平台以及非干涉型原理的光谱成像探测系统,为机载高光谱图像运动误差一体化处理平台的研究提供了一条新途径.

信息散度与梯度角正切相结合的光谱区分方法

提出了将光谱信息散度和光谱梯度角正切相结合的光谱区分方法(SID×tan(SGAπ/2)),克服了现有光谱区分方法难以同时兼顾光谱整体形状和局部特征的不足。利用仿真光谱作为输入源,根据时空联合调制干涉成像光谱仪的干涉图获取原理和光谱复原算法,模拟了其在不同最大掺杂比下对失真光谱的复原,并采用不同区分方法分别比较了复原光谱与准确光谱的差异。实验结果表明SID×tan(SGAπ/2)法可以在辨别光谱整体形状相似性的前提下,增强对光谱局部特征差异性的分辨能力。通过对多种区分方法结果的对比,验证了SID×tan(SGAπ/2)法在光谱区分能力上的显著提高。

光学畸变对大孔径静态干涉成像光谱仪影响的建模与仿真

大孔径静态干涉成像光谱技术是近年来出现的一种新型干涉成像光谱技术,具有原理简单、稳定性高等诸多优点,但是仪器对光学系统的设计要求苛刻。特别是光学系统的畸变,对仪器获取的数据有较大的影响,并最终影响仪器的应用。通过对仪器获取数据机理的分析,给出光学系统畸变影响下的数据模型,为仪器的性能评估提供可能。最后在4%的畸变值条件下,利用模型和既定参数对畸变影响进行计算机仿真,由仿真结果可以看出,虽然该畸变对于普通的光学成像系统来说是可以容忍的,但是对于大孔径静态干涉成像光谱仪来说,复原光谱不但存在>5%的相对偏差,而且光谱位置在长波处产生了近8 nm的偏移,从而导致光谱无法应用,因此该畸变是不可容忍的。

裸土表层含水量高光谱遥感的最佳波段选择

在自然状况下 ,对裸土进行人为干湿处理 ,利用 ASD PRO FR2 5 0 0地物光谱仪测得土壤在 35 0 nm～ 2 5 0 0 nm反射光谱并适时采取表层土 ,利用烘干法测得土壤体积含水量。依据土壤湿度与土壤光谱反射率之间的相关关系 ,得出土壤含水量与土壤光谱反射率的非线性方程。利用该方程和光谱反射率值进行土壤水分反演 ,通过对反演结果的误差分析 ,结合光谱反射率与体积含水量的指数回归分析 ,笔者认为采用 1 95 0 nm～ 2 2 5 0

计算层析成像光谱技术研究进展

从技术特点和研究热点的角度,综述了近些年来计算层析成像光谱技术的国内外进展,主要包括计算层析成像光谱仪的系统结构改进及与其他技术联用的新集成设计,新器件新设备的研发和应用,仪器定标技术和目标重建算法的优化与改进等;并按照应用范围的特点进行了分类,对在探测波段扩展和应用领域拓展等方面的应用现状进行了总结。介绍了光栅型和旋转棱镜型计算层析成像光谱技术的原理,并展望了计算层析成像光谱技术的发展趋势。

空间调制型干涉光谱成像仪数据处理方法

干涉型光谱成像技术是一种新型的光谱成像技术,近些年来发展迅速。干涉成像光谱仪获得的是间接数据干涉图,不能被用户直接使用,需要进行干涉数据反演处理,包括数据预处理(干涉图修正)、切趾、相位修正、傅里叶变换、光谱辐射定标等一系列复杂的处理,目前国内外尚未有文献对干涉数据处理技术进行全面的分析,文章基于作者单位对此技术多年的研究,针对空间调制型干涉光谱成像仪的数据处理方法,结合环境与灾害卫星超光谱成像仪的数据,提出了一套有效的数据反演方法和流程,获得了很好的数据反演结果。

成像光谱偏振仪研究进展

成像光谱偏振仪是一类同时具有成像、光谱测量和偏振测量功能的新型光电传感器。介绍了成像光谱偏振仪的原理,对近些年来国内外成像光谱偏振仪的研究进展进行了总结,对基于声光可调谐滤光片、液晶可调谐滤光片等新器件的成像光谱偏振仪和通过在狭缝色散型、空间调制傅里叶变换型和层析型成像光谱仪的光路中添加偏振器件构成的成像光谱偏振仪的原理进行了阐述,并对成像光谱偏振仪的发展趋势进行了展望。

空间调制干涉光谱成像仪数据误差修正方法

针对空间调制干涉光谱成像仪获取数据的特殊性,提出一种数据误差修正方法,修正了干涉数据的探测器误差和光学系统误差.对于光学系统导致的光场分布不均匀误差,采用多项式拟合的方法从干涉数据中直接获取误差修正数据.利用实际仪器获取的数据对上述方法进行了计算机仿真,得到了较好的误差修正结果.