植物BRDF研究及应用进展

植物叶片是植物光合作用的重要器官,直接体现了植物生长及营养状况。植物叶片反射、透射的内部理化信息模型间接反映了植物生长过程中物质、能量交换信息,是植物生长过程精细化管理的前提和基础。植物叶片空间光学特性对基于遥感的作物营养状况诊断、虚拟植物光线传输模拟、计算机图形学场景渲染等领域具有重大意义。双向反射分布函数(BRDF)主要研究物体表面反射光的空间分布特性和光谱特性,通过对作物叶片光学特性的获取和测定,准确、高效地表征作物生长参数,并进行定量分析,在植被遥感、农业等领域的研究与应用中有着极大的优势。为了更好地把BRDF技术应用于农业遥感、数字农业等领域中,将针对BRDF测量装置、模型发展和分类及其在植物遥感检测中的应用等环节展开叙述。最后结合综述内容,分析了BRDF技术在农业遥感领域的局限,并对其应用前景进行了展望。     

目标表面可见光谱BRDF的实验测量及优化建模

介绍了一种用双向反射分布函数测定仪进行目标双向反射分布函数测量的方法。运用该测量系统在可见光谱区域对样片进行了实验测量,然后对BRDF实验数据进行谱积分预处理,结合BRDF五参数半经验统计模型,利用遗传模拟退火算法,获取样片的BRDF模型参数,并获得了三维空间的BRDF分布。结果表明,获得的可见光谱BRDF模型能准确反映材料的光散射特性,符合工程要求。     

基于双旋延迟器结构的偏振BRDF测量系统的设计

偏振双向反射分布函数（BRDF）不仅可以表示物体散射光辐强度的空间分布情况,还包含了丰富的偏振信息。与标量BRDF相比,偏振BRDF可以更加精确地、全面地表示物体表面的光散射情况。设计了基于双旋延迟器结构的偏振BRDF测量系统,通过同步旋转波片调制入射光和散射光的偏振态,得到一系列变化的光强值,再由光强的Fourier分解系数计算获得样品的偏振BRDF值。系统内设计了一对正交反射镜,用以减小系统中器件后向散射光的影响。通过铝板偏振BRDF的测量,说明了该系统具有较高的准确性。     

空间目标表面材料光谱双向反射分布函数测量与建模

介绍了双向反射分布函数（BRDF）的绝对测量原理和方法,选用光谱分辨率为3 nm的光谱辐射度计及精度为001°的三维转角系统,搭建了BRDF自动测量平台,对空间目标表面包覆材料在400—2500 nm的光谱BRDF进行了测量.结果表明,BRDF曲线极大值所对应的散射角度一般在镜反射方向左右,其余BRDF值随散射角变化很平缓,从中间向两边逐渐变小,近似成余弦分布.测量误差为495%.应用模拟退火算法,结合BRDF五参量统计模型,获得了测量光谱范围内各波长对应的共2101组五参量值,通过对比参量计算结果和 关键词： 双向反射分布函数 绝对测量 误差分析 参量模型     

花岗岩表面双向反射分布函数实验研究

本文介绍了双向反射分布函数(BRDF)的概念及测量方法。首先对典型建筑材料中的某种花岗岩表面进行了表面粗糙度的测量,并在现有条件内通过转动样片和探测器,实现了空间BRDF的测量,测量波段分别为0.6328 μm和1.34 μm,分析了表面粗糙度对BRDF的影响。     

基于OpenGL拾取技术的空间目标光学横截面积计算

空间目标光学横截面积(OCSA)的准确计算是空间目标特性分析及识别的重要基础和前提之一。针对面元网格法计算OCSA实时性差,计算机图形学方法对材质的双向反射分布函数(BRDF)描述能力弱等问题,提出了一种基于OpenGL拾取技术的复杂空间目标OCSA计算方法。通过OpenGL拾取技术实现面元的一次遮挡判断,再基于改进Z缓冲技术实现面元的二次遮挡判断,在实现计算实时性的基础上保留了面元的详细信息,使高精度BRDF模型应用及OCSA精确计算得以开展。设计了嵌套式圆柱体和实际卫星模型并计算了其OCSA值,其中嵌套圆柱体OCSA的计算误差小于0.08%,在普通计算机上运行的平均耗时小于0.01s,对卫星OCSA的计算平均耗时小于0.1s,验证了本文方法的正确性和实时性。     

一种新的偏振光谱二向反射测量方法

针对分光辐射度计和CCD相机各自在偏振BRDF实验测量中的不足,提出了一种新的实验方案.分别利用分光辐射度计和带液晶可调滤光片的CCD相机测量偏振光谱BRDF数据,然后利用分光辐射度计的数据来反演图像数据.实验结果表明,反演后的偏振光谱BRDF数据不但准确地描述其波谱特征和材料的均匀性,而且能反映材料的颜色、粗糙度、导电性、纹理和边缘等特征.     

靶材料BRDF现场模拟测量

介绍一种利用频率调制光谱技术,在自然环境光下进行材料双向反射分布函数(BRDF)的测量方法.用该方法对若干墙面靶材料的反向散射双向反射分布函数进行了测量,并给出了被测材料的BRDF拟合函数参量.测量环境模拟了以墙面材料为反射靶的激光现场遥感探测气体测量环境,其结果对此类探测仪器的设计具有指导意义.     

变温下材料表面近红外双向反射分布函数的测量研究

基于自行研制的双向反射分布函数(BRDF)测量装置,采用绝对测量方法在20～800℃的温度范围内测量了粗糙黄铜表面在近红外波段下的光谱偏振双向反射分布函数,分析了温度对BRDF的影响。结果表明,温度对黄铜表面的BRDF有明显的影响,随着温度的升高,BRDF整体呈现出稳定-增大-减小的变化趋势。对不同温度下材料表面的场扫描电镜、粗糙度和X射线衍射测试表明,温度对样品表面BRDF产生影响的主要原因是表面形貌和化学成分的改变。     

干湿状态对花岗岩表面双向反射特性影响实验研究

实验测量了0.328 靘和1.4 靘两种波段下花岗岩表面在干、湿条件下的BRDF.发现BRDF受表面干湿状态影响很大,润湿表面出现明显的镜反射分量.因花岗岩表面湿润程度不同,入射光在表面经历的反射过程大不相同.若表面形成一层稳定的水膜,该水膜在局部区域将起到半透明光滑界面的作用,导致材料表面的BRDF出现明显的镜反射分量.     

Pressure based finite volume method for calculation of compressible viscous gas flows

A pressure based, iterative finite volume method is developed for calculation of compressible, viscous, heat conductive gas flows at all speeds. The method does not need the use of under-relaxation coefficient in order to ensure a convergence of the iterative process. The method is derived from a general form of system of equations describing the motion of compressible, viscous gas. An emphasis is done on the calculation of gaseous microfluidic problems. A fast transient process of gas wave propagation in a two-dimensional microchannel is used as a benchmark problem. The results obtained by using the new method are compared with the numerical solution obtained by using SIMPLE (iterative) and PISO (non-iterative) methods. It is shown that the new iterative method is faster than SIMPLE. For the considered problem the new method is slightly faster than PISO as well. Calculated are also some typical microfluidic subsonic and supersonic flows, and the Rayleigh–Bénard convection of a rarefied gas in continuum limit. The numerical results are compared with other analytical and numerical solutions.     

电站机组动态过程在线预测的一种实现方法

本文针对当前电站动态过程在线预测难以实现的主要原因—计算精度和速度之间的矛盾,提出了一种新的工程解决方法。该方法将整个计算分为两部分:离线生成结果网部分和在线预测部分。离线部分求解微分方程生成结果供在线部分使用,从而使在线部分避开了耗时的微分方程求解。该方法可应用于同类的动态过程的在线预测问题。     

基于自衍射效应的自参考光谱干涉方法的研究

研究一种基于非线性透明光学介质中的自衍射和自参考光谱干涉的新方法来进行飞秒激光脉冲测量. 实验中, 基于此新方法设计一种简单装置, 对800 nm 中心波长, 约40 fs 近无啁啾飞秒激光脉冲进行测量, 并与自参考光谱相干电场重建法测量结果进行比较, 得到了一致的结果. 此新方法与相应的装置结构简单, 可以对深紫外到中红外光谱范围的飞秒脉冲进行测量. 关键词： 飞秒激光脉冲 自参考光谱干涉 自衍射 脉冲测量     

TAME合成原料及产品的气相色谱分析

采用SE- 30毛细柱、FID、程序升温气相色谱法分析了TAME合成原料及产品的C5组成 ,解析出 C5的8个组分 ;采用 GDX1 0 4填充柱、TCD对含醚产品进行了分析 ,解析出水、甲醇及 TAME。为试验研究和工业生产提供了一种快速准确的方法。     

On the nature of the generalized WKB method

The nature and the conditions of applicability of the generalized WKB method (the Petrashen-Miller-Good method) are investigated. It is shown that the generalized WKB method is a new approximate method for quantum mechanics, differing essentially from the WKB method.In conclusion I wish to express my sincere appreciation to Academicians V. A. Fok and M. I. Petrashen for their interest in this work and their valuable advice in the process of its completion.     

光学CT技术在大坝位移自动检测中的应用研究（一）

介绍采用光学ＣＴ和ＣＣＤ技术的大坝移位自动检测系统，建立适合本课题特点的光学ＣＴ数学模型，在数字信号处理上结合实际，采用了利用信号自卷积的信息提取方法，对这一 在各种情况下对信号处理的结果进行详细分析。     

湿法腐蚀进程的红外热像学研究

提出了一种研究湿法腐蚀进程的新方法———红外热像法。在湿法腐蚀中,金属或半导体基片浸泡在化学试剂中,由于化学能的作用,会在溶剂中产生热能,从而发出红外辐射,利用红外热像仪,将探测到的红外辐射信号送至计算机进行处理,得到热像图,从而可以对湿法腐蚀的进程进行分析。理论分析和实验结果都表明,红外热像法可以直观地观测到湿法腐蚀时显著的热扩散过程,从而对湿法腐蚀进程的监测、控制具有指导意义,同时也是红外技术应用的扩展。     

Theory of stationary light scattering in a fluctuating medium

A theory of light scattering under random perturbations is formulated. The stochastic process considered in this paper is general enough in the sense that the process reduces to a single two-state jump process on the one limit and to the Gaussian process on the other limit. The light scattering rate, which is essentially a four-time correlation function, can be evaluated exactly for this model with the aid of the “partial cumulant expansion method”. Based on this a new method of a generalized master equation approach with memory effect is proposed. It is shown that the imhomogeneous term in a time-convolution expansion formula plays an essential role in the second order optical process, although the term is usually neglected in most problems of the master equation approach. The scattering rate is finally expressed as a superposition of continued fractions. Numerical calculations are performed and detailed discussions on coherence properties of the process are given.     

应用笛卡尔非结构切割网格进行外挂物投放的数值模拟

描述了一种新的网格生成技术,即笛卡尔非结构切割网格技术,采用叉树数据结构,完成了几种单段和多段翼型以及三维机翼的网格生成.应用中心有限体积法,对其绕流问题进行Euler方程数值模拟,并将计算结果与实验数据进行对比.在机翼绕流数值模拟的基础上,求解出机翼带外挂物的分离投放的流场计算问题.     

A NEW STRATEGY OF CHAOS CONTROL AND A UNIFIED MECHANISM FOR SEVERAL KINDS OF CHAOS CONTROL METHODS

Based on a general principle of physics that a physical system is in the most stable state if it is of the lowest energy stale, a new method for chaos control is proposed. A calculable generalized energy function in a nonlinear system is suggested for measuring control process, The Henon map and Lorenz system are taken as two typical examples to demonstrate the method. A series of stabilized periodic orbits as well aa inverse sequence of chaotic bands are obtained. At the same time, a unified mechanism of physics for several kinds of current cbaos control methods is studied using the idea proposed in this paper.