一种联合光谱-对象-时间特征的遥感影像变化检测方法

针对在遥感大数据时代背景下,传统变化检测方法的精度和自动化程度难以满足实际应用需求,提出一种联合光谱特征、对象特征和时间特征的遥感影像变化检测方法。在提取遥感影像多种特征的基础上,利用双向长短期记忆网络,提取光谱-对象-时间特征,实现双时相影像变化信息的有效提取。基于双时相中分辨率遥感影像的实验结果表明:本方法的总体精度超过0.9,Kappa系数达到0.84。相较于传统的变化检测方法,可以有效提高变化检测的精度和自动化程度。

颗粒度对喀斯特型铝土矿可见光-近红外光谱特征的影响

岩矿反射光谱是智能矿山岩矿智能感知技术以及遥感信息识别的重要参考依据,由于地物表面粗糙度对反射光谱的影响取决于粗糙高度值与波长关系对电磁波传播的影响,因此颗粒度是影响岩石和矿物反射光谱特征的重要因素之一。喀斯特型铝土矿在中国分布广泛,目前有关铝土矿的反射光谱基础数据还非常匮乏。为了探究颗粒度对喀斯特型铝土矿反射光谱的影响规律,本文选取贵州省修文县小山坝喀斯特型铝土矿为研究对象,采用地物光谱仪测试不同颗粒度铝土矿(铝土岩)样品的可见光-近红外反射光谱,并结合铝土矿(铝土岩)主量元素和矿物组成分析讨论铝土矿与铝土岩的光谱差异。结果表明:小山坝铝土矿(铝土岩)由于矿物组成的不同而呈现显著不同的光谱特征,其中铝土矿的反射光谱特征主要与一水硬铝石一致,在1400nm和1800nm波长处有明显的波谷特征,由OH振动谱带所致;铝土岩的反射光谱特征主要与高岭石一致,在1400nm、1900nm、2160nm和2200nm波长处有显著的波谷特征,分别由OH倍频合频、H_(2)O的振动谱带以及Al-OH基团拉伸和弯曲振动的合频所致,且在2160~2200nm波段呈双吸收峰特征。此外,不同颗粒度铝土矿(铝土岩)的整体反射率均较高,最高超过28%,且变化趋势基本相同。随着颗粒度从<0.04mm增加到3mm,铝土矿和铝土岩的反射率均逐渐减小,且铝土矿特征波谷的整体吸收强度相对稳定,而铝土岩特征波谷的吸收强度呈逐渐增大的趋势。本文研究认为可采用小颗粒度的粉末样品在1800nm、1900nm、2160nm和2200nm波长处的特征光谱进行铝土矿和铝土岩的区分。

电子舌和气相色谱-离子迁移谱技术分析炖煮时间对松茸鸡汤风味的影响

以雅江鲜松茸为试验材料,采用电子舌和气相色谱-离子迁移谱技术,使用主成分、正交偏最小二乘法判别分析,结合相对气味活度值分析炖煮时间对松茸鸡汤风味的影响。结果表明:鲜松茸对鸡汤滋味贡献很大,电子舌鲜味强度值从2.1提高到8.0。采用GC-IMS方法共检出45种化合物,加入松茸后醛类含量从47.88%下降到21.13%,由ROAV值(128.08)确认3-甲基-1-丁醇是松茸鸡汤的关键化合物。其中,伞花烃、3-辛醇、正辛醇是松茸鸡汤的特征化合物,使松茸鸡汤呈现独特的汽油味、苔藓清香、坚果香味、蘑菇气味和金属气味。炖煮5 min后,鸡汤中松茸特征风味最明显,达到最佳食用效果。研究结果为雅江松茸鸡汤风味特征研究提供参考。

高光谱影像光谱-空间多特征加权概率融合分类

提出了一种基于光谱-空间多特征加权概率融合的高光谱影像分类方法。首先,利用最小噪声分离(minimum noise fraction,MNF)方法对高光谱影像进行降维和特征提取,并以得到的MNF特征影像作为光谱特征,联合灰度共生矩阵(gray level co-occurrence matrix,GLCM)提取的纹理特征、基于OFC算子建立的多尺度形态学特征以及采用连续最大角凸锥(sequential maximum angle convex cone,SMACC)提取的端元组分特征,组成3组光谱-空间特征;然后利用支持向量机(support vector machine,SVM)对每一组光谱-空间特征进行分类,得到每组特征的概率输出结果;最后,建立多特征加权概率融合模型,应用该模型将不同特征的概率输出结果进行加权融合,得到最终分类结果。为了验证该方法的有效性,利用ROSIS和AVIRIS影像进行试验,总体分类精度分别达到97.65%和96.62%。结果表明本文的方法不但较好地克服了传统基于单一特征高光谱影像分类的局限性,而且其分类效果也优于常规矢量叠加(vector stacking,VS)和概率融合的多特征分类方法,有效地改善了高光谱影像的分类结果。

基于时间-距离像的弹道目标进动特征提取新方法

进动是弹道目标最常见的微动形式,进动特征的差异为雷达识别真实弹头和诱饵提供了一种新的途径。针对弹道目标的进动特性,推导了弹道目标上任意一散射点的进动径向距离变化数学模型。通过分析散射点一维距离像随时间变化的规律,提出了一种基于时问-距离像的弹道目标进动特征提取新方法。该方法首先从弹道目标时间-距离像信号中准确提取出所有强散射点径向距离变化的线性和信号,进而通过分析这一信号的频谱特性,估计出了弹道目标的自旋、锥旋频率及进动角。计算机仿真结果表明:该方法具有很高的估计精度和良好的抗噪性。

茶卡-共和盆地土壤盐分与光谱特征研究

土壤盐分及其光谱特征是土壤盐渍化高光谱遥感定量监测的基础研究内容。茶卡-共和盆地位于柴达木盆地东部边缘,是土壤盐渍化比较典型的区域之一。在研究区盐渍土野外调查采样的基础上,依据土壤理化分析和实验室光谱测量数据,对土壤盐分及其光谱特征进行了分析,总结了茶卡-共和盆地盐渍土光谱特征随土壤盐分含量的变化规律。研究表明:该区域盐渍土为氯化物盐土,以NaCl和MgCl2为主,有少量的硫酸盐;不同含盐量的盐渍土具有明显的光谱特征差异。

基于频率步进雷达时间-距离像的宽带微动特征提取

在详细分析频率步进雷达旋转微动点目标回波特征和一维距离像特点后,利用不同帧之间构成的慢时间一维距离像组的相关性,合成得到时间-距离像.对比分析了旋转微动目标的径向距离和距离像位置的变化规律,进而提出了一种基于频率步进雷达时间-距离像的宽带旋转微动特征提取的新方法,给出了旋转中心、旋转半径以及角速度等微动参数的理论表达式,推导得出算法的理论精度.设计并成功开展了地基毫米波频率步进雷达对称旋转目标的外场试验,验证了方法的有效性和精确性.该特征提取思想可扩展应用于振动、滚动等其他形式的微动特征提取,推广应用于线性调频信号的高分辨体制雷达系统.

辣椒红素分子体外氧化防御反应UV-Vis及FTIR光谱特征分析

采用紫外-可见光谱(UV-Vis)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)法分析辣椒红素在外源活性氧·O-2,H2O2和·OH以及在POD,CAT和LOX防御体系中的结构变化特征。结果表明,外源活性氧处理后辣椒红素最大紫外-可见光吸收峰均出现蓝移现象,其中·O-2和·OH处理后产物FTIR谱峰数减少,峰强变弱,峰形变宽;与色素分子中的羰基和环外烯基发生氧化反应生成烷基和羟基,·OH对色素分子CC具有加成作用;H2O2处理后色素特征峰和强势峰均向低波数位移,产物中含环氧醚基团;在H2O2+CAT/POD防御体系中辣椒红素UV-Vis和FTIR光谱特征无明显变化;在亚油酸+LOX体系中色素分子结构发生断裂,产物不含羰基。可见活性氧处理及在LOX底物体系中,辣椒红素分子反应前后UV-Vis和FTIR等光谱特征发生明显变化,色素分子中长烯链断裂,大共轭体系缩短或被破坏,分子中的共轭双键和羰基等发色基团改变,最终生成醇类或醚类等小分子无色物质;而防御酶CAT和POD能减少活性氧对辣椒红素分子的破坏作用。研究结果丰富完善了辣椒色素理论,同时为其开发利用提供了有价值的技术参考依据。

融合光谱-空间多特征的高光谱影像张量特征提取

针对当前基于张量结构的特征提取方法不能充分利用高光谱影像多种光谱-空间特征的问题,提出一种融合光谱-空间多特征的高光谱影像张量特征提取方法。利用3D Gabor滤波器提取不同频率和方向的纹理特征,采用形态学属性滤波器提取不同属性和尺度的形状特征,将高光谱影像光谱特征、纹理特征和形状特征结合为张量结构特征。在此基础上,利用局部张量判别分析方法增大同类特征张量之间的相似性以及异类张量间的差异性,得到融合多种空谱特征和判别信息的低维特征张量。使用Pavia University和Salinas影像数据集进行对比实验,结果表明,该方法能够有效保留影像空谱信息和类别间的判别信息,不仅可以提高分类精度,而且能够得到空间连续性更好的分类图。

电喷雾电离-四极杆飞行时间质谱法研究三种β_2-受体激动剂的质谱裂解特征

采用电喷雾电离 -四极杆飞行时间质谱 ( ESI-Qq TOFMS)联用技术 ,对三种β2 -受体激动剂克仑特罗( Clenbuterol)、沙丁胺醇 ( Salbutamol)和盐酸 SPFF进行碰撞诱导解离 ( Collision induced dissociation,CID)研究。将三种药物标准品用甲醇溶解至 0 .1μg/m L直接进样 ,选择正离子方式进行检测。以质子化准分子离子 [M+H]+ 作为内标物 ,对碎片离子进行了准确质量测定 ,确认了这些碎片离子的元素组成 ,探讨了该类化合物的质谱裂解规律。研究发现 :它们的 ESI-MS2质谱分别生成脱去 H2 O分子、叔丁氨基等的碎片离子 ,其中叔丁氨基碎片离子 ( m/z74)为三种药物共有的碎片离子 ,这些特征可为 β2 -受体激动剂类药物的体内代谢转化和定量分析研究提供有力的依据。

6-芳基-4(3H)-蝶啶酮化合物的红外特征光谱

总结归属了2-氨基-3-氨基甲酰基-5-芳基吡嗪和6-芳基-4(3H)-蝶啶酮及其苯环对位卤代衍生物的主要红外吸收谱带和特征,讨论了它们随化学结构而变化的一些规律。研究发现苯环取代基的改变对苯环的ν_(C—H)和δ_(C—H)振动都有影响,而Cl和Br的影响作用几乎相同。并且指明了成环前后酰胺类型的变化导致光谱图有明显变化,以及苯环上C—X的红外吸收谱带范围。也可用文中的红外光谱数据来快速鉴别酰胺是否环化为内酰胺。

萘普生与其β-CD包合物间光谱特征的差异对光谱法分析的影响

目的 考察萘普生 (Nap)与其 β CD包合物间光谱特征的差异对光谱法分析测定的影响。 方法 通过化合物与包合物平衡溶液间吸收曲线的测试和斜率的比较 ,以确认作为光谱法分析时的参考标准 ,并用解络法进行验证 ;首次利用 β CD ,Nap以及包合物之间旋光度的差异确定了 β CD·Nap的组成比。 结果 证明光谱法测定主药Nap含量时 ,应制备同组成的包合物溶液做参考标准或将包合物解络后再以纯Nap做参考。结论 对于光谱特征变化明显的包合态药物的光谱法分析 ,均可先解络而后以游离形态以相应化合物做参考进行测定。

基于SFCW雷达时间-距离像的摆动目标微动特征提取

建立频率步进连续波雷达摆动点目标回波模型,推导得出摆动目标高分辨距离像,研究距离像周期性变化规律,提出基于时间-距离像的摆动目标微动特征提取思路。针对幅度峰值搜索法对微摆动周期估计误差较大的问题,提出结合数据预处理的幅度峰值搜索法和幅度阈值检测法等两种改进算法。仿真实验表明,在信噪比高于-10 dB时,结合数据预处理的幅度峰值搜索法和幅度阈值检测法能够有效估计摆动目标距离、摆动幅度及摆动周期等参数,此时摆动幅度估计值是对其真实值在雷达视线方向上的投影值的估计。改进算法对目标距离和摆动幅度的估计精度与幅度峰值搜索法相同,对摆动周期的估计精度远远高于幅度峰值搜索法,可分别达到和优于采样周期的数量级。本文提出的改进算法可扩展应用于圆周旋转等周期性运动目标的微动特征提取。

融入可见光-近红外高光谱吸收特征的新型植被指数估算天然草地FAPAR

考虑到植被可见光-近红外的光谱吸收特征与光合有效辐射吸收率(fraction of absorbed photosynthetically active radiation,FAPAR)有很好的关联,综合"高光谱曲线特征吸收峰自动识别法"与"光谱吸收特征参量化法",提取对FAPAR敏感的高光谱吸收特征参数,借鉴可见光-近红外植被指数的数学形式,尝试用优化组合后的可见光-近红外光谱吸收特征参数替代光谱反射率,构建新型植被指数估算植被FAPAR,并利用2014年和2015年内蒙古自治区中部与东部地区天然草地典型群落冠层实测光谱数据进行FAPAR估算建模与验证。结果表明:新型植被指数"SAI-VI"不仅有效提高了单个光谱吸收特征参数在高、低覆盖区域估算FAPAR的精度,而且相比五种与FAPAR有较好相关性的具有不同作用类型的可见光-近红外植被指数,其与FAPAR值的相关性更高(存在最大相关系数=0.801),以其为变量的指数模型预测FAPAR精度更高且稳定性较好(建模与检验的判定系数均最高且超过0.75,标准误差与平均误差系数也相应最小)。研究表明:融入可见光-近红外高光谱吸收特征的新型植被指数"SAI-VI",强化了可见光波段与近红外波段光谱吸收特征的差别,相较单一光谱吸收特征参数,在降低土壤背景影响的同时增强了对FAPAR变化的敏感度。同时,"SAI-VI"有效综合了对植被FAPAR敏感的光谱吸收特征信息,相较原始光谱反射率,能表达植被光合有效辐射吸收特征的更多细节信息,可作为植被冠层FAPAR反演的新参数,一定程度上弥补当前植被指数法估算FAPAR的不足。

珍珠层的FT-Raman光谱特征

采用傅里叶变换拉曼光谱 (FT Raman)对我国三角帆蚌贝壳珍珠层及其在 1 5 0℃处理 1至 1 5 h不等后的样品进行了研究 ,并与相应的激光拉曼光谱进行了对比 .结果表明 ,两类拉曼光谱均能观察到珍珠层中无机相文石的特征拉曼峰 ,但各峰的相对强度稍有不同 .FT Raman光谱中可观察到两个有机质的拉曼峰 ,位置为 1 5 0 7cm- 1 和 1 1 2 7cm- 1 ,它们在加热 6h后消失 ,这与激光拉曼光谱可观察到类胡萝卜素的拉曼峰明显不同 .此外 ,FT Raman研究证实在 1 5 0℃加热即使长达 1 5 h,珍珠层中的文石依然未发生相变 .

贝塞尔-高斯脉冲光束在色散介质中的时间和光谱特性

对等衍射长度贝塞尔-高斯脉冲光束在色散介质中的时间和光谱特性作了研究,结果表明,通过选择适当的空间参数,贝塞尔-高斯脉冲光束沿轴上传输时,脉冲宽度不变。传输距离小于无衍射长度时,随衍射角增加,功率谱形状未变,脉冲波形保持不变;传输距离大于无衍射长度时,随衍射角增加,光谱由蓝移变为红移,脉冲展宽。

一个面向对象的实体-联系-时间模型

讨论了一种应用于时态数据库的数据模型———面向对象的实体 联系 时间 (ERT)模型 .将时态概念作为模型组成部件 ,重点描述了其模型结构和重要的时态概念 ,简要介绍了相应的时态关系代数操作 。

基于紫外-可见和近红外光谱技术的葡萄酒产地鉴别

该研究将紫外-可见光谱、近红外光谱技术与化学计量学方法相结合,建立一种快速、准确鉴别干红葡萄酒产地的方法。采集3个不同产地(怀涿盆地、宁夏贺兰山东麓和渤海湾)的108个赤霞珠干红葡萄酒样品的紫外-可见和近红外光谱信息。首先,对比采用标准正态变量变换(standard normal variable,SNV)、一阶导数(first derivative,FD)、二阶导数(second derivative,SD)及不同方法组合对两种光谱数据进行预处理,分别建立随机森林(random forest,RF)、K-最邻近法(K-nearest neighbor,KNN)和最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LS-SVM)判别模型,通过比较建模结果得到最优的预处理-建模方法组合;然后,基于最优判别模型,采用竞争性自适应重加权采样(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)算法和无信息变量消除(uninformative variable elimination,UVE)法对光谱数据进行特征波段提取并建立判别模型。结果表明,基于紫外-可见光谱建立的SNV+FD-UVE-LSSVM模型的校正集和验证集的识别率分别达到97.53%和96.30%,基于近红外光谱建立的FD-CARS-KNN模型的校正集和验证集的识别率分别达到98.76%和96.30%。该结果证实将紫外-可见光谱、近红外光谱技术与机器学习相结合,有望成为一种简单、快速和低成本的工具,用于鉴别中国干红葡萄酒的地理来源。

基于“时间-特征”协同注意力的机场快轨客流预测

机场快轨客流的准确预测是实现机场轨道交通系统智能化、精细化、高效化管控的基础,对提升机场服务水平和运行效率有着重要意义。由于影响因素众多、相互耦合,且因素对客流时序影响机理复杂,机场快轨客流的准确预测极具挑战。提出了一种基于“时间-特征”协同注意力机制的机场快轨客流预测模型,实现了精准捕捉多维因素在不同时序上对机场快轨客流的影响。基于北京首都国际机场快轨实际客流数据进行实验,结果表明了所提方法的有效性。

利用概率融合光谱-空间特征地物分类模型对高分影像地物进行提取

本文提出了一个联合光谱-空间多特征的基于支持向量机的分类器模型,首先将三类光谱-空间特征利用支持向量机对高分影像进行分类,然后将分类结果利用概率融合的方法进行整合,最终完成了地物的提取。试验结果显示,相比于VS-SVM算法,该模型取得了更好的提取效果。