基于Sentinel-1/2改进极化指数和纹理特征的土壤含盐量反演模型

目前Sentinel-1/2协同反演植被土壤含盐量的研究大多是基于Sentinel-2光谱信息和Sentinel-1后向散射系数,没有考虑Sentinel-2光谱信息容易受土壤亮度等信息影响,Sentinel-1后向散射系数容易受土壤粗糙度和水分影响。为进一步提高Sentinel-1/2协同反演植被土壤含盐量的精度,用水云模型对雷达卫星后向散射系数进行校正,消除植被影响;然后协同Sentinel-2纹理特征,基于VIP、OOB、PCA 3种变量筛选和RF、ELM、Cubist 3种机器学习回归模型构建植被土壤含盐量反演模型。研究结果表明:经过水云模型去除植被影响后的雷达后向散射系数及其极化组合指数与土壤含盐量的相关性有一定程度的提高。不同变量选择方法与不同机器学习方法耦合模型在反演土壤含盐量中,OOB变量筛选方法与RF、ELM和Cubist 3种机器学习方法的耦合模型精度最佳,建模集和验证集的R2都在0.750以上,且验证集的RMSE和MAE均最小;其中OOB-Cubist耦合模型精度最高,且R_(v)^(2)/R_(c)^(2)为0.955,具有良好的鲁棒性。研究可为机器学习协同物理模型、光学卫星协同雷达卫星在土壤含盐量反演中的进一步应用提供思路。

应用UAVSAR数据及改进极化水云模型对热带森林地上生物量反演

针对热带森林地上生物量遥感估测中容易饱和区域大尺度森林地上生物量估测精度低的问题,以非洲加蓬中部的洛佩达国家公园为研究区,以NASA提供的L波段全极化机载合成孔径雷达(SAR)数据和LiDAR网格化森林地上生物量产品为数据源开展森林生物量估测方法研究。采用极化分解方法提取森林的多种散射机制,从中选择反映森林结构差异的地面散射特征和森林体散射的特征构建体-地散射比,采用极化水云模型(PWCM)进行森林地上生物量反演和精度评价。为了提高PWCM模型的适应性,建模过程中根据体散射分量(V_(ol))分段进行模型的参数优化。结果表明:以Freeman三分量极化分解后得到的体散射(V_(ol))、表面散射(O_(dd))、地-干散射(D_(bl))为基础构建的6个体-地散射比在极化水云模型估算森林地上生物量中,以μ_(VG2)作为体-地散射比时估测效果最好,模型决定系数(R^(2))为0.60,均方根误差(R_(MSE))为127.78 Mg/hm^(2);在此基础上,进一步根据体散射分量分段优化极化水云模型,模型决定系数(R^(2))增加到0.74,均方根误差(R_(MSE))降低了约20%,预测精度从50.76%提升至60.28%,并改善了低值高估、高值低估问题,在地上生物量高达450 Mg/hm^(2)时未出现饱和现象。

基于M-W极化模型的低电场极性反转下XLPE/硅橡胶空间电荷与电场分布特性研究

相比于单一介质的电缆绝缘,高压直流电缆附件复合绝缘因介质不连续性更易在界面处积聚空间电荷。在基于电网换相器的高压直流(LCC-HVDC)输电系统中,进行潮流反转调整时需改变电压极性,高压直流电缆附件将会承受极性反转电场,尽管是短时的,但由于空间电荷的累积效应也会在局部产生极高的电场,严重影响绝缘性能。为此,该文利用实验获得交联聚乙烯(XLPE)与硅橡胶(SR)电导率与电场强度的变化关系,基于Maxwell-Wagner(M-W)极化模型仿真研究了低电场极性反转下XLPE/SR双层介质中空间电荷与电场的分布特性。结果表明:室温下,SR的低电场电导率要高于XLPE,且SR电导率受电场强度的影响相对较小而XLPE则较大。由于界面电荷极性变化滞后于电压极性变化,极性反转期间界面处残留的负极性电荷造成SR中出现最大瞬态电场;电压极性反转越快,XLPE/SR界面残留的负极性电荷越多,SR中的最大瞬态电场强度越高;外施电压越高,由于SR与XLPE的电导率比值降低,SR中的最大瞬态电场畸变率越小。

基于极化阵列雷达的信号模型及目标检测性能分析

极化阵列雷达可以对电磁波的极化信息进行提取和利用,从而提高目标检测、目标识别等能力。基于多种不同类型的极化阵列雷达系统,针对目标检测性能进行了分析。首先,建立了极化阵列雷达的统一信号模型。然后,对比了单一极化相控阵雷达、全极化阵列雷达和子阵交叉极化雷达的回波信号,并分析了各种阵列在不同信噪比下的目标检测性能;最后,结合仿真试验,总结了不同类型极化阵列雷达的特点。

基于界面电荷极化特性的变压器油纸绝缘寿命预测方法研究

准确预测变压器油纸绝缘寿命对于保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。根据微观介电响应机制剖析界面极化与油纸绝缘老化的内在机理联系,并基于混合极化模型——一种在扩展德拜模型基础上引入界面极化支路的等效电路拓扑,探究界面电荷极化特性在油纸绝缘寿命预测中的应用。首先,分析温升过程中频谱特性变化背后蕴含的普适弛豫极化规律,基于混合极化模型重构回复电压极化谱。结合温度对主时间常数和模型参数的影响规律,提出一种单一温度测试下的油纸绝缘活化能计算方法,通过界面极化电容构建出频温平移因子。其次,剖析介质损耗因数随老化加深的变化规律,探究损耗峰偏移现象与界面极化弛豫时间的内在联系,凝练全新表征油纸绝缘聚合度含量的频域特征参量——界面极化支路极点Ph2。最后,联合界面极化支路极点Ph2、频温平移因子和损失累积动力学方程构建油纸绝缘寿命预测模型,并将不同运行年限变压器现场实测数据代入模型验证实效性,为油纸绝缘寿命预测提供了一种新思路。

基于温变双极化模型的锂离子电池荷电状态估计

电池荷电状态(SOC)的准确估计对延长电池使用寿命、提高电池利用率和保障电池安全性具有重要意义。在不同环境温度下进行了锂离子电池的基本性能试验和动态工况试验,建立了温变双极化等效电路模型。基于该模型,采用H无穷滤波算法代替传统的扩展卡尔曼滤波算法,在无需假设过程噪声和测量噪声均服从高斯分布的前提下,实现了SOC的精确估计。在考虑温变和电池模型存在误差的条件下进行验证,不同温度条件下的SOC估计最大误差保持在±0.03范围内,证明了所提出的SOC估计算法具有较高的温度适应性和鲁棒性。

基于去极化电流和扩展徳拜模型的绝缘材料等值电路参数高精度辨识方法

为了提高绝缘材料等值电路参数辨识的准确性,编程实现基于线性拟合和去极化电流的扩展徳拜模型参数辨识方法,发现线性拟合可能存在较大误差。为了解决该问题,对其进行改进,在考虑噪声情况下给出待拟合区域的适应性选择策略,同时将线性拟合改为自适应选择线性或指数拟合的方式,从而提出具有较高精度的绝缘材料扩展徳拜模型参数辨识方法。采用原始算法和所提改进算法进行参数辨识。结果表明:①针对理想仿真信号,原始算法和改进算法都能很好逼近去极化电流波形,2种算法拟合相对误差的平均值和最大值仅分别为0.03%和0.30%;参数辨识准确性均很高,2种算法辨识得到电阻和电容相对误差的平均值和最大值分别为1.46%和2.76%。②针对实测信号,原始算法得到的去极化电流与目标差距较大,拟合相对误差的平均值和最大值分别为8.00%和37.00%;而改进算法的逼近能力明显优于原始算法,拟合相对误差的平均值和最大值分别为6.08%和17.75%,参数辨识准确性有保障。

5G抽头延迟模型中极化译码后处理方案

考虑5G协议中的抽头延迟信道模型,针对分段循环冗余比特自适应(SCAD-SCL)极化译码算法未考虑信噪比对接收序列对数似然比影响的问题,提出SCAD-SCL的后处理(PSCAD-SCL)译码算法。通过仿真确定用于提高可靠性设定的常数和不可靠对数似然比的数目,翻转并适当放大不可靠的对数似然比值,从而提高误比特率性能。仿真结果表明,PSCAD-SCL的误比特率在信噪比1~3 dB优于原有SCAD-SCL译码算法。在误比特率为10-4时PSCAD-SCL较SCAD-SCL算法性能提升了约0.3 dB,提出算法能够提升5G传输性能。

BaTiO3/PVDF纳米复合介质的Maxwell-Wagner极化特性

纳米复合材料具有成为高储能密度电介质的潜质,在脉冲和储能领域拥有巨大应用潜力,为此利用XRD、DSC和介电谱对BaTiO 3/α-PVDF、BaTiO 3/γ-PVDF复合介质的基体结晶情况和介电特性进行了分析。在室温0.1 Hz条件下,BaTiO 3体积分数为10%的BaTiO 3/α-PVDF介质相对介电常数为30,BaTiO 3体积分数为10%的BaTiO 3/γ-PVDF介质相对介电常数达52,γ相复合介质介电常数要越高于α复合介质,说明在低填充量下BaTiO 3/PVDF复合介质中基体晶形特性将对Maxwell-Wagner极化强度起主要作用,并利用一维结晶分布模型对复合介质中界面密度进行表征,结合复合介质损耗峰的位置,发现界面密度与Maxwell-Wagner界面极化松弛时间存在明显负相关性,为利用Maxwell-Wagner极化调节纳米复合电介质的低频介电特性提供了方法。

基于Freeman全极化分解的干雪识别指数模型构建

为了更好利用极化特征进行较准确的干雪识别,提出了一种面向干雪识别的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)指数模型。以新疆玛纳斯河流域为研究区,选择干雪期Radarast-2全极化SAR数据进行Freeman极化分解,获取该时期的极化特征,并分析积雪覆盖区、非积雪覆盖区极化特征差异及极化特征的变化规律;在此基础上,提出一种新的面向干雪识别的指数模型,并进行Ostu阈值分割,识别干雪范围,并与最小距离、马氏距离、最大似然等监督分类方法的干雪识别结果进行对比分析。研究结果表明:基于Freeman极化分解构建的干雪识别指数模型,其总体分类精度达到85.83%,通过非监督的方式能够识别干雪覆盖范围。

基于极化曲线半经验模型的传质特性研究

为了研究质子交换膜燃料电池的传质特性,提出了一种极化曲线半经验模型,通过实测值与拟合值的对比确定了模型中的参数c,并验证了模型的相关系数R^(2)为0.99958,最后应用模型拟合出极限电流密度用于研究质子交换膜燃料电池传质特性。

源于课本 提炼模型 灵活运用

解答数量积问题的常用方法主要有基底法(利用模和夹角定义)和坐标法(利用坐标运算),而对于那些共起点的、具有中点或可以构造中点的两个向量的数量积问题,若运用极化恒等式求解,则能缩短思维路径,简化运算过程.

基于Sentinel-1双极化的鄱阳湖地形提取方法

数字高程模型可以提供丰富的地形信息,是研究生态环境、地质地貌、地表形变监测等问题的重要基础资料。本文以SRTM DEM作为参考DEM,利用四景Sentinel-1双极化雷达影像对鄱阳湖的数字高程模型进行了反演,更新重建了该区域的地形结果,从可视化和精度两个方面,根据山体阴影图、等高线图、相干系数图和数学拟合模型等对比分析了VV极化和VH极化这两种极化方式反演DEM结果。结果表明:利用雷达影像提取鄱阳湖地形是行之有效的,数字高程模型的分辨率为13.90m,与参考DEM相比,提高了53.67%;根据线性数学模型和二次数学模型对VV极化方式和VH极化方式反演结果进行拟合分析,决定系数分别为0.93和0.94,说明这两种极化方式反演出的DEM结果相似性很高,均可以准确反演出研究区域的地形结果,反演出的湖底地形可为水利部门展开河湖管理提供数据支撑。

基于极化/去极化电流法的油纸绝缘时域电导模型

时域介质响应法是一种评估变压器绝缘状态的新方法,然而目前尚无公认的时域特征量能很好地表征油纸绝缘的极化特性。基于极化/去极化电流法提出了新的时域介质响应法的特征量—极化电导率,并建立了时域电导模型。搭建了用来测试油纸绝缘极化电导率的实验平台,测试了不同温度下油纸绝缘的极化电导率,并计算了油浸纸的极化电导率。实验结果表明:油隙作为油纸绝缘极化特性的影响因素之一,在测试分析过程中应当予以考虑。极化电导率随温度升高而增大,充电时间一定时,极化电导率对数与温度倒数成线性关系。极化电导率能很好地表征油纸绝缘的极化特性,与频域响应法特征量—复介电常数的关系明确,为评估油纸绝缘状态提供了新的思路和有益参考。

自由空间中偶极子云团极化散射特性研究:相干散射模型

根据相干散射模型 ,求得了偶极子云团的极化散射矩阵 ,并导出了偶极子云团散射截面的精确计算公式 ,它们能够反映出由于偶极子云团空间分布的变化而造成的散射截面起伏规律 ,原则上适用于一切偶极子云团 (包括在大气层内抛撒的情形 )散射截面的计算问题。

基于深度学习和层次语义模型的极化SAR分类

针对复杂场景的极化合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)图像,堆叠自编码模型能够自动学习高层特性,有效表示城区、森林等复杂地物的结构,然而,却难以保持图像的边界和细节.为了克服该缺点,本文结合深度自编码器和极化层次语义模型(Polarimetric hierarchical semantic model,PHSM),提出了新的无监督的极化SAR图像分类算法.该方法根据极化层次语义模型,将复杂的极化SAR图像划分为聚集、匀质和结构三大区域.对聚集区域,采用堆叠自编码模型进行高层特征表示,并构造字典得到稀疏特征进行分类;对匀质区域,采用层次模型进行分类;对于结构区域,进行线目标保留和边界定位.实验结果表明,该算法通过不同的分类策略优势互补,能够得到区域一致性好且边界保持的分类结果.

应用极化/去极化电量差模型分析油纸绝缘微水扩散暂态过程

为使用极化/去极化电量差法分析油纸绝缘微水扩散暂态过程,建立了时域极化/去极化电量差模型,用极化/去极化电量差法分析了不同绝缘纸厚度不同微水质量分数时油纸绝缘的极化/去极化特性,利用时域极化/去极化电量差模型仿真分析了微水扩散暂态过程中油纸绝缘的极化/去极化电量差变化特征。分析结果表明:电量差法能够很好地反映油纸绝缘中微水质量分数的变化,时域极化/去极化电量差模型能够有效反映油纸绝缘微水扩散暂态变化过程。绝缘纸厚度对油纸绝缘极化/去极化电流曲线的影响程度随着绝缘纸厚度的降低而减小。随着油纸绝缘中微水质量分数的增加,电量差与测量时间之间的线性关系更加显著,直线的斜率也随之增加。随着扩散时间的增加,同一测量时刻油纸绝缘极化/去极化电量差沿油纸厚度方向上逐渐趋于等量分布,极化/去极化电量差与测量时间的线性关系更为显著,直线斜率逐渐增大。

基于相干极化GTD模型的散射中心提取新方法

针对高分辨极化测量雷达体制,提出了一种基于相干极化几何绕射模型(GTD)的雷达目标散射中心提取新方法。首先建立了全极化测量条件下的相干极化GTD模型,并将MUSIC算法拓展用于高分辨雷达目标的全极化散射中心提取。该方法是一种极化和超分辨联合处理方法,它实现了对不同极化通道的散射中心数目、位置、类型、强度以及归一化相干极化散射矩阵的同时估计,同时还因充分利用了全极化信息,提高了各参数估计的精度。基于仿真和实测数据的实验结果验证了该方法的有效性。

态定(线性响应)-极化连续模型/含时密度泛函方法研究一种有机发光材料的吸收和发射光谱(英文)

3-(二氰亚甲基)-5,5-二甲基-1-(3-[9-(2-乙基-己基)-咔唑基]-乙烯基)环己烷(DCDHCC)是一种用于光电器件中的有机染料,它具有良好的发光特性.我们使用含时密度泛函方法(TD-PBE0,TD-BMK和TD-M06)以及极化连续模型(PCM)计算了该材料在溶剂中的吸收和发射特性.计算中使用了线性响应(LR)、态定(SS)两种溶剂模型和6-31G(d)、6-31+G(d,p)两种基组.计算了DCDHCC在苯、四氢呋喃和丙酮溶剂中的吸收和发射光谱,并与实验观测进行了比较.结果表明:对于吸收光谱的计算,杂化函数的影响大于基组和溶剂模型,在三种函数中BMK更适于研究DCDHCC的吸收光谱;而对于发射光谱,基组的影响最大,基组通过影响激发态构型从而影响发射光谱,对于激发态构型的优化需要使用6-31+G(d,p)基组.我们希望这些研究能对今后设计类似的发光分子有帮助.

基于预分类的全极化HRRP模型匹配目标识别方法

全极化三维散射中心模型可准确描述目标的空间几何以及极化特征,已成为目标识别的有效手段之一。针对传统高分辨距离像的匹配算法计算量大、耗时长的不足,提出一种基于预分类的模型匹配目标识别方法,通过目标散射机理分析,对目标进行预分类,减小匹配模型数,然后利用全极化高分辨距离像的散射中心位置与极化信息构造模型匹配函数,实现了目标类别的判定。基于电磁仿真计算数据的识别实验表明,该方法具有良好的目标识别能力,相比于传统方法具有更高的识别正确率以及更低的存储量和计算量。