ZBLAN-Pr非晶中Pr^(3+)离子光谱参量的测量与计算

测量和计算了ZBLAN-Pr(1％)非晶材料中Pr^(3+)离子的光谱跃迁强度参量,从而计算预言了此材料中Pr^(3+)的各激发态之间的自发辐射跃迁速率,荧光分支比和积分发射截面。

论(MnF_6)^(4-)团簇光谱参量D_q的R^(-n)律

用配位球壳势模型研究了络合分子中过渡金属离子光谱参量Dq 与金属 -配体间键长R的R-n律关系。结果表明指数n的变化趋势依赖于配位球壳半径R的增大或减小 ,在点电荷模型下n值将小于 5且随R的减小而减小。在 (MnF6) 4-团簇键长的实验范围内 (R =0 .2 0 7nm←→ 0 .2 14nm) ,理论计算值n =4.488与实验观测值n =4.45符合得很好。

叶肉结构对不同树龄核桃叶片氮磷钾含量光谱反演精度的响应

为探究不同树龄核桃叶片、氮(N)、磷(P)、钾(K)光谱特征参量稳定性的响应机理,利用光谱仪测定不同树龄核桃叶片光谱反射率,运用电镜对叶片表面微形态和超微结构进行观察,探寻核桃叶肉结构和N、P、K光谱特征参量稳定性的内在响应。结果表明:2~6年树龄核桃叶片N、P、K光谱特征参量均不相同,但8~12年树龄核桃叶片N元素光谱特征参量均为R_(g)、RNIR/Red, P元素光谱特征参量均为λy,K元素光谱特征参量均为D_(y)、RNIR/Green、SD_(r)/SD_(y)、R_(g)/R_(o)、SD_(b)、(R_(g)-R_(o))/(R_(g)+R_(o))。(2)利用稳定光谱特征参量构建的8~12年树龄核桃叶片N、P、K含量光谱反演模型具有较高精度,其拟合度(r^(2))为0.763 2~0.973 6,均方根误差为0.512 8~1.011 9 g/kg,相对误差绝对值为0.368 7%~4.948 1%,且均通过置信椭圆F检验。(3)核桃叶片表面腺毛分泌的结晶体随树龄增加而减少,经分析结晶体成分为碳(C)、氧(O)、钠(Na)、镁(Mg)、硅(Si)、K、钙(Ca)等多种元素。(4)叶片靠近上表皮的第1层栅栏组织随着树龄增加排列逐渐增密,8~12年树龄的排列最为紧密,几乎无间隙。8年以下树龄核桃叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度均随树龄增加而增厚,而8年以上树龄的叶肉结构则随树龄变化基本稳定。综上,核桃叶片N、P、K光谱特征参量及反演精度与不同树龄核桃叶肉结构的稳定性高度一致,8年以上树龄核桃树体可构建具有普适性的N、P、K含量光谱反演模型。

环青海湖地区天然草地时序光谱特征参量分析

获取了环青海湖地区4类主要天然草地2003年5～10月共16个时相的地面高分辨率光谱数据,并利用植被指数技术、导数光谱技术、植被光谱维特征提取模型及包络线归一化技术提取了多个光谱特征参量,通过对各参量在生育期内分布规律的分析,给出了能较好地表征草地生长发育规律时序特征参量的具体分布;最后计算了4类天然草地各时序特征参量的平均散度,结果表明黄边位置λY、红边位置λV、红边斜率SV、绿峰半高宽λwG、红谷半高宽λwR、去包络红谷净面积AR'和归一化植被指数NDVI对于天然草地分类更有效.

高光谱特征参量的冬小麦吸收性光合有效辐射分量估算模型

精确估算吸收性光合有效辐射分量(EPAR)对于检测植被水分、能量及碳循环平衡具有重要意义。应用ASD地物光谱仪与SUNSCAN冠层分析仪对冬小麦整个生育期内冠层光谱反射和光合有效辐射进行监测,并利用冠层反射率数据构建了24个高光谱特征参量,通过分析不同光谱特征参量与冬小麦FPAR的相关关系,建立冬小麦FPAR光谱参量估算模型。结果表明:除蓝边幅值Db外其余高光谱参量均与冬小麦FPAR呈极显著相关(p<0.01)。红边面积SDr与蓝边面积SDb的比值(VI4)与FPAR的相关系数最高,达到0.836。提取相关性较高的7个光谱参量分别与冬小麦FPAR建立最优线性与非线性估算模型,通过精度检验分析,优选了冬小麦FPAR最合适的模型。对于线性模型,绿峰位置λg与FPAR的反演模型最好,其预测模型的R2,RMSE和RRMSE分别为0.679,0.111和20.82%;对于非线性模型,绿峰反射率Rg与红谷反射率Rr的归一化比值(VI2)与FPAR的反演模型最好,其预测模型的R2,RMSE和RRMSE分别为0.724,0.088和21.84%。为进一步提高模型精度,分别运用多元线性逐步回归与BP神经网络建立多个高光谱参量同时参与的模型,与单参量模型相比,BP神经网络模型的反演精度明显提高(R2=0.906,RMSE=0.08,RRMSE=16.57%)。利用高光谱特征参量测定冬小麦FAPR具有可行性,这为实时、有效、准确监测冬小麦生长过程中FPAR的动态变化提供了一种新的方法和理论依据。

基于光谱特征参量的高光谱遥感蚀变矿物提取与分析

目前,岩石矿物光谱识别利用的光谱吸收特征主要包括波谱曲线的谱带宽度、形态、深度、位置及光谱的相关系数等相似性度量（周强等,2005）。研究表明,在不同影响因素下矿物光谱特征参量的稳定性对蚀变信息提取影响很大。因此,在蚀变信息提取中采用比较稳定的光谱参量是研究的一个重点（王润生等,1999;杜培军等,2006;张宗贵,2004;杜培军等,2003）。在矿物光谱曲线的诸多特征中,峰谷位置是最稳定、最主要的特征。

基于主成分和支持向量机浓度参量同步荧光光谱油种鉴别

基于浓度参量同步荧光光谱技术,对不同溢油类型不同油源原油样品集、引入外扰相似油源样品集进行光谱数据采集,获取其浓度同步荧光光谱矩阵Concentration-Synchronous-Matrix-Fluorescence(CSMF),利用主成分分析方法对两套不同层次的原油相关样品集进行了多类分类识别。结果表明:主成分载荷图可以很好地反映各个原油相关样品在油源上的相似程度,结合支持向量机可以实现不同溢油类型及不同油源原油的准确分类,对于引入风化和海水外扰相似油源溢油样品集,两类分类区分的结果远远高于多类分类识别的结果。通过详细的主成分分析讨论,为溢油油种鉴别提供了一种利用多类分类识别,逐步缩减嫌疑样本数量,最后通过两两分类实现溢油样品准确识别的新思路。

牛心朴子的光谱差异特征参量分析

牛心朴子(Cynanchum komarovii)是分布在西北干旱半干旱荒漠草原的主要毒害草之一。近年来,牛心朴子快速蔓延对当地畜牧业发展和草原生产力的影响日益严重。采用内蒙古阿拉善左旗典型样区内牛心朴子和其它沙地植物的野外实测光谱,通过叶片光谱、冠层光谱及群落样方光谱的对比分析,探讨牛心朴子与其它沙地植物的光谱差异性。结果表明,在350-2 500nm波段,牛心朴子叶片的光谱反射率均高于花的反射率,花的反射光谱未出现明显的蓝谷和绿峰。沙地背景对牛心朴子冠层光谱的影响强烈,冠层光谱是沙地与牛心朴子叶片光谱的综合表征。最大的红边斜率以及800-1 300nm明显的高反射率是牛心朴子与其它沙地植物冠层光谱的主要差异特征。根据不同盖度牛心朴子群落样方光谱的变化规律,选取4个特征参量与群落盖度进行线性回归分析表明:利用红边斜率进行群落盖度反演的效果最好,R^2为0.781 5。本研究可为牛心朴子分布遥感监测及其盖度定量反演提供科学依据。

Ho^(3＋)：FOG与Ho^(3＋)：FOV的光谱学参量计算

通过实验分别测得了掺杂Ho3+(0.5mol%)的氟氧化物玻璃(FOG)样品和掺杂Ho3+(0.5mol%)的氟氧化物玻璃陶瓷(FOV)样品的吸收光谱,根据Jubb-Ofelt理论拟合出两种材料强度三参量Ω2,4,6,并且分析了两种材料在强度参量上产生差异的可能原因。再由拟合得到的强度参量值计算出了各激发态之间的振子强度,自发辐射跃迁速率,荧光分支比和积分发射截面等光谱学参量,并且对两种材料的各参量进行了对比分析,Ho3+在FOV和在FOG中的振子强度相差不多,与在YAlO3中大致相同,比在钛酸铝氟化物玻璃(lead borale titanale aluminium fluoride,LBTAF)中稍强,比在LaF3和锆系氟化物玻璃(ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF,ZBLAN)更强。通过分析计算得到的光谱学参量,可以发现有些跃迁,特别是5I 7→5I 8,5 F5→5I 8等,具有比较大的振子强度(大于10-6)和积分发射截面(大于10-18 cm),具备形成激光通道的条件,因此值得关注。总结了几个强发光能级在不同领域的应用前景。

基于高光谱的膜下滴灌小麦氮素营养评价研究

通过小麦氮素和品种对比试验,分析不同氮素和品种处理小麦生育期氮肥偏生产力与光谱参数的相关关系,建立小麦氮肥偏生产力的光谱参数估算模型,结果表明绿度植被指数(GREENNDVI)在拔节期与小麦氮肥偏生产力呈极显著相关,相关系数0.640 4。用GREENNDVI在拔节期建立小麦氮肥偏生产力的估算模型,均方根误差0.459 7。研究表明利用光谱参数可以有效地估算小麦氮肥偏生产力。

Er^(3+)在氟氧化物玻璃陶瓷中的光谱性质

根据ErYb共掺氟氧化物玻璃陶瓷的吸收光谱 ,用Jubb Ofelt理论计算了强度参量 ,并由此计算了激发能级的自发辐射跃迁速率、辐射寿命。

Ho^(3+)在氟氧化物玻璃陶瓷中的光谱性质

根据 Ｈｏ掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷的吸收光谱，用 Ｊｕｄｄ－Ｏｆｅｌｔ理论计算了强度参量，并由此计算了激发能级的自发辐射跃迁速率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面等光谱参量．

基于冠层高光谱遥感对加工番茄产量的估算模型

[目的]对加工番茄的产量进行遥感估测。[方法]以ASD FieldSpec光谱仪实测大田中不同生育期加工番茄的冠层高光谱及其产量,采用单时相线性逐步回归和复合回归,首次建立了加工番茄高光谱与产量的估算模型。[结果]在坐果期光谱参量与产量相关性最大,而其他时期的光谱参量与产量相关性均达到了显著水平(P<0.05);多时相复合回归模型以4个生育期与产量的复合回归最为理想。[结论]利用高光谱遥感来监测加工番茄的生长状况,可以最终对加工番茄的产量进行遥感估测。

基于光谱参数估算滴灌小麦干物质氮肥偏生产力和农学效率

为了解应用遥感技术估测滴灌小麦氮肥利用效率的可行性,以新春17号、新春6号和新春22号为材料,通过大田试验,分析了不同施氮处理下小麦干物质氮肥偏生产力(RDN)和干物质氮肥农学效率(DMAEn)与光谱参数的相关关系,并建立小麦RDN和DMAEn的光谱参数估算模型。结果表明,在分蘖、抽穗和开花期RDN与绿度植被指数和比值植被指数呈极显著正相关,在拔节和抽穗期DMAEn与土壤调整比值植被指数和归一化差值植被指数呈显著正相关。光谱参数估算模型的均方根误差为7.64～33.31,说明利用光谱参数可以有效地估算小麦氮肥利用效率。

Tm^(3+)在氟氧化物玻璃陶瓷中的光谱性质

根据Tm掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷的吸收光谱 ,用Judd Ofelt理论计算了强度参量 ,并由此计算了激发能级的自发辐射跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面等光谱参量。

高光谱岩心数据管理及其分析

基于IDL工具和SQL Server数据库研制了高光谱岩心数据管理和分析软件,可实现岩心单点测量和成像扫描获取的高光谱数据的管理以及光谱参量计算和蚀变填图等功能;同时,数据分块技术的应用使得软件具备处理GB量级数据的能力。研究成果可为岩心高光谱数据深入应用提供技术支持。

基于高光谱的夏玉米氮含量及产量估测模型

为了探讨高光谱参量与夏玉米(Zea mays L.)施氮量、植株氮含量以及产量估测模型,在华北平原以夏玉米为供试作物,研究高光谱在田间不同施氮水平和不同生育期的光谱特征,建立高光谱参量与不同时期夏玉米施氮量、植株氮含量和产量的估测模型。结果表明:在小喇叭口期,施氮量和叶片硝态氮含量与比值植被指数(RVI)的二次项式为y=5.6186x^2-155.97x+1053.3,线性模型为y=-179.4x+3760.5;在大喇叭口期的二次项为y=-18.492x^2+682.51x-6034.7和y=-26.436x^2+978.47x-6556.4。在小喇叭口期,植株全氮含量与NDVI同样呈现极显著回归模型y=-77.67x^2+117.3x-40.58。结果还表明,在小喇叭口期可以通过RVI预测玉米产量,模型为y=-51.254x^2+627.67x+10001,P<0.01,达极显著水平。此外,施氮量与产量也存在极显著回归模型y=-0.0239x^2+12.501x+10455。这些模型为无损监测植株氮素含量以及预测玉米产量奠定了基础,为氮素调控、科学施肥提供了决策依据。

土壤表层湿度影响下冬小麦晚霜冻害及冠层光谱检测

为探究土壤表层湿度影响下冬小麦冠层光谱反射率响应晚霜冻害的特征,并检验敏感光谱波段预测小麦产量变化的能力,于2013和2014年小麦拔节期,分别设置了表层土壤含水量为<10%(干)、10%~20%(中)和>20%(湿)的三个湿度处理的冻前试验,并在低温室内进行降温处理。分析了不同土壤表层湿度下受冻冬小麦的穗数、穗粒数、千粒重、单株产量、冠层光谱反射率及其一阶微分值的差异,对冬小麦冻害产量变化率和高光谱特征参量进行了相关分析和一元线性拟合。结果表明:冬小麦穗粒数和单株产量总体上均随土壤表层湿度的降低而呈减少态势,在土壤表层干处理条件下冻害对冬小麦产量造成的影响最为显著(p<0.05);在绿峰(523nm附近)、黄边(571nm附近)、红边(732nm附近)和近红外台的两个水分吸收带(952和1 145nm附近),干+冻害处理冬小麦冠层反射率的一阶微分值与中+冻害、湿+冻害处理的差值明显;剥离了土壤表层湿度对光谱的影响后,冬小麦冠层反射率一阶微分差值在以570nm为中心的黄边区域和以710nm为中心的红边区域对干、中和湿梯度处理下晚霜冻害响应的差异明显;两年试验中的黄边面积(SDy)和570nm处一阶微分值(d570)均与冻害产量变化率达到显著正相关(p<0.05),说明黄边区域的高光谱特征参量可用于检测土壤表层湿度影响下的冬小麦晚霜冻害程度。本研究可为土壤表层湿度和晚霜冻害叠加影响下冬小麦产量变化预测方法的探讨提供参考。

基于光谱分析的玉米氮素营养诊断

利用光谱技术实时、快速、无损监测作物氮素营养状况是现代农业的研究热点之一。试验根据玉米氮素营养的生理特点,在关键生育期有针对性地选择第6片完全展开叶和第12片完全展开叶(果穗叶)进行光谱监测。结果表明,被考察的19个光谱特征参量中,红边斜率(Dr)、绿峰最大反射率(Rg)、比值植被指数(RNIR/Red)和归一化差值植被指数(R(NIR-Red)/(NIR+Red))与叶片氮含量均存在较好的相关关系。考虑到诊断模型的简单实用性,选择RNIR/Red与叶片氮含量建立估测模型。根据RNIR/Red在玉米生育前期和后期与不同叶片氮含量的相关性,确立在玉米生育前期以第6片完全展开叶为诊断对象;在生育后期以第12片完全展开叶(果穗叶)为诊断对象。经过回归分析和验证,RNIR/Red与叶片氮含量建立的对数模型和指数模型分别在生育前期和生育后期具有较高的可靠性和稳定性,确立玉米生育前期以对数模型,生育后期以指数模型为氮素营养的光谱诊断模型。该结果为研发低成本便携式作物氮素营养光谱诊断仪提供依据。

基于高光谱的橡胶单叶叶绿素含量研究

采用高光谱分析和线性回归技术分析了3个橡胶树品种单叶片的室内光谱反射数据和叶绿素含量,确定了橡胶单叶高光谱特征参数(三边面积、反射率和一阶微分值)与3个品种综合的不同物候期和物候期综合下的叶绿素含量的敏感波段。结果表明:三边面积均与叶绿素含量的相关达到1%的极显著检验水平;基于反射率和一阶微分值的变量与叶绿素主要呈负相关,敏感波段主要在蓝边范围;利用一阶微分值构建的线性回归模型对叶绿素含量估算较好。