基于偏振光谱成像的草地伪装物识别研究

目前高光谱成像技术在森林、草原、农业资源的遥感监测中得到广泛应用,其能够很好地利用植被在可见与近红外波段的反射光谱特征做到识别,但是依然存在无法区分具有相似光谱特征的伪装物的问题,在可见波段具有一定相似性。而由于表面材质和粗糙度的不同,偏振成像能够很好地区分相似光谱的植被和伪装物。本文旨在研究植被表面偏振光谱特征,一方面通过结合偏振成像与高光谱成像技术,丰富信息维度,解决单一光谱研究的不足,另一方面提取空间多角度下植被的偏振光谱特征,为植被和伪装物的识别打下基础。

温变窗口光谱发射率对中波成像探测的影响

建立温变环境下红外窗口热辐射模型,模拟窗口外部环境受热场景,利用有限元法仿真不同温度点的热辐射度、温度分布及热应力分布;搭建红外窗口热辐射测量装置,在350~550 K范围内的多个温度点下,实验分别获得一种典型硫化锌红外窗口的发射率和远距离323 K热源点经过该窗口后的中波红外图像,以此研究温度变化对窗口热辐射的影响和分析红外窗口热辐射对中波成像质量的影响。结果表明,硫化锌红外窗口材料热辐射度的仿真与实验结果基本吻合,在低温条件下光谱发射率随波长变化呈现上升趋势,而随着窗口温度的升高,光谱发射率呈下降趋势,热应力分布不均是引起中波成像性能下降的主要原因。该研究结果对筛选不同应用场景下的红外窗口的方法及应用有参考意义,为高温骤变环境下自适应光学的设计提供参考,有利于规避红外成像场景干扰。

高光谱遥感在生态环境监测上的应用

文章对目前高光谱遥感在沙漠、盐碱地、矿山、植被与农田等生态环境监测方面的研究进展及应用现状进行综述。并综合分析高光谱遥感技术在生态环境监测领域内的广泛应用,对其未来进一步的发展做出展望。

基于随机森林算法以及可见–近红外光谱的苹果糖度无损检测

本文基于可见–近红外光谱分析技术结合随机森林算法实现不同产地的苹果糖度无损检测。研究通过漫反射采集系统收集三种不同产地苹果的光谱数据后经多种预处理办法比较,采用标准正态变换分别结合偏最小二乘、随机森林算法建立苹果糖度检测通用模型。结果显示该模型预测集相关系数(Rp2)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.89和0.44,相比偏最小二乘法检测模型相关系数(Rp2)和预测均方根误差(RMSEP)的0.85和0.47,均有提高。研究扩大了单一品种模型的预测范围,结合随机森林算法有效地提升模型的预测稳健性,对进一步实现水果品质无损检测具有良好的潜在意义。

快照式显微光谱成像系统及水藻分类识别研究

目前的显微光谱成像系统的探测模块主要以推扫型光谱成像仪为主,无法进行动态微观样本的观测。基于超材料宽谱调制型光谱成像技术体制,使用该原理研制的快照式光谱相机作为探测模块,其与显微镜模块形成新型的快照式显微光谱成像系统。该系统可实时获取样本的光谱曲线与光谱图像信息。同时利用该系统获取不同藻类的吸收光谱曲线,进一步使用基于支持向量机的图像分割识别算法,对水中的动态藻类样本进行识别。共测试样本80个,预测结果准确率为100%,召回率为65.52%,为快照式光谱成像技术在显微领域的应用奠定基础。

新型超构表面成像光谱芯片研究进展

光谱成像具有良好的多维信息获取能力,广泛应用在食品安全、医学诊断、环境监测、伪装识别及军事遥感等领域。传统光谱成像系统受到分光器件的限制,其存在体积大、成本高和集成度低等问题。基于新型超构表面的成像光谱芯片可为传感器小型化、低成本提供有效解决方案。随着光谱分析需求的持续攀升,加速了超构表面成像光谱芯片的快速发展。本文综述了近年来超构表面成像光谱芯片研究进展。在此基础上,介绍了本团队最新研究成果,通过创新设计成像光谱芯片体系架构,可同时实现高能量利用率、高空间分辨率、高光谱分辨率,为芯片级光谱成像系统的应用打下良好的基础。最后论述了成像光谱芯片的发展趋势及应用前景,为实现光谱成像系统小型化提供参考。