空间大气遥感高光谱成像仪光学系统设计

多模式高光谱成像仪已成为空间大气遥感领域的迫切需求,根据多模式空间大气遥感的研究目标,采用扫描系统、离轴抛物面望远系统和双光谱仪级联色散光谱成像系统匹配的结构型式,设计了一个瞬时视场1.8°×0.045°、相对孔径1/2、工作波段250~500nm的星载天底-临边多模式高光谱成像仪光学系统,分成250~330nm和320~500nm两个波段同时探测,利用光学设计软件ZEMAX-EE中进行了光线追迹和优化设计,色散方向不同波长的点列图半径的均方根(RMS)值均小于9.5μm,在250~330nm波段,光谱分辨率为0.17nm,在320~500nm波段,光谱分辨率为0.37nm,均满足小于等于0.6nm的指标要求,高光谱成像仪全系统在空间方向各波长在特征频率处的光学传递函数均达到0.9以上,完全满足成像质量要求,适合空间大气遥感应用。     

基于非同步替代光谱定标的地表下垫面影响分析

对760nm附近的氧气吸收带,选用植被、枯萎植被、人工地物、沙地和雪地五种典型地表类型,基于模拟数据进行非同步替代光谱定标方法的误差分析,比较不同地表类型得到的光谱定标准确度,为高光谱成像仪的非同步替代光谱定标提供定标图像选择策略.结果表明:运用两种光谱匹配方法——光谱角度匹配和欧氏距离法得到的定标误差基本一致;730~800nm的地表反射率曲线标准差在0.05nm以内时,定标误差集中在±0.5nm范围内;人工地物类型中个别地物如橄榄绿光泽涂料和植被大面积覆盖的图像数据不适合用于非同步替代光谱定标.     

注意缺陷多动障碍两种亚型脑血流动力学特征研究

探讨注意缺陷多动障碍(Attention Deficit and Hyperactive Disorder,ADHD)混合型(ADHD-C)及多动-冲动为主型(ADHD-HI)儿童在言语流畅性任务(Verbal Fluency Task,VFT)中脑血流动力学反应特征及差异.通过整合视听持续性操作测试将ADHD患儿区分亚型(33名ADHD-C型及36名ADHD-HI型),之后采用功能近红外光谱成像仪技术(functional Near-Infrared Spectroscopy,fNIRS)测量两组患儿在VFT中前额和左右颞叶血流动力学反应特征,并计算其积分值与重心值.结果发现,在注意力商数上,ADHD-C组得分均低于ADHD-HI组,差异有统计学意义(P<0.05);两组亚型患儿视觉得分低于听觉得分,差异均有统计学意义(P<0.05).在VFT测试中,ADHD-C组的左右颞叶积分值较ADHD-HI组降低,差异有统计学意义(P<0.05);两组亚型患儿左右颞叶的积分值与综合注意商、听觉注意商、视觉注意商均呈显著正相关(P<0.01).由此可见,ADHD-C与AD...     

2013年“菲特”台风暴雨数值模拟中微物理方案的对比试验

利用TRMM（热带测雨雷达）搭载的TMI（微波成像仪）反演廓线资料，分析“菲特”台风登陆前、后云团内部水凝物的分布种类，依此选择WRF区域中尺度模式下符合条件的6个云微物理过程参数化方案（Lin，WSM6，Godgce，WDM6，Morrison以及Thompson方案），模拟2013年10月6~8日的台风过程.从降水落区、强度，水凝物及风场垂直分布，台风路径及强度等方面对预报性能进行对比，结果表明，选用的6个云微物理方案都较好地模拟了浙江暴雨的范围和强度.结合Ts评分，降水量级越大，模拟效果对云微物理方案选择越敏感，其中，Lin方案效果最佳，尤其对极端降水的模拟，其次为WSM6、WDM6及Thompson方案，Morrison和Godgce方案相对较差.结合水凝物平均值廓线分布发现，除WDM6方案外，其他方案对暖雨过程的模拟基本一致，而对冰相过程的模拟6个方案差别较大；同时，各方案对风分量的模拟结果较水凝物廓线差别小，说明对于动力因素模拟不敏感.另外，6个方案对于台风强度的模拟整体偏弱，相较之下，Lin方案较好地模拟了强度变化趋势.     

Influencing factors of microscanning performance based on flat optical component

To decrease the performance difference between the actual microscanning thermal imager and the theoretical value, a germanium lens (placed at a certain angle between the infrared focal plane array and infrared lens) dip angle model of flat optical component microscanning is introduced in this letter. The model is the basis for choosing the dip angle of the germanium lens, which is used in the microscanning thermal imager. In addition, the actual dip angle of the germanium lens is chosen according to the model, the infrared lens parameters of the thermal imager, and the germanium lens parameters of manufacture and installation. Only in this manner can the optimal performance of the microscanning thermal imager based on the flat optical component be obtained. Results of the experiments confirm the accuracy of the conclusions above.     

离轴四反光谱成像仪的动态特性分析

叙述了对离轴四反光谱成像仪进行动态特性分析的重要性。介绍了离轴四反光谱成像仪的光学系统和结构组成。简述了动态特性分析的基础理论,描述了离轴四反光谱成像仪的实体及有限元模型。给出了离轴四反光谱成像仪的动态特性分析模态频率数据,结果表明其基频为624.9Hz,满足设计要求。     

空间超光谱成像仪前置光学系统的热光学特性(英文)

分析了空间超光谱成像仪前置光学系统的热光学特性。应用有限元方法建立了模拟前置光学系统的热弹性变形模型,并进行了热弹性分析计算;用Zernike多项式拟合分析结果,求得各镜子反射面在热变形后的面型误差和相对于初始理想位置的偏移;利用光学分析设计软件Code V计算得到光学系统的像面与焦面的偏离量,即离焦量,并用多项式拟合得到其随温度变化的规律。计算结果表明,前置光学系统的像面在温度改变时会偏离焦面,离焦量与温度近似地成线性关系,当温度升高时像面最大偏移量为107.4μm,温度降低时像面最大偏移量为106.9μm。该分析结果可作为指导超光谱成像仪改进热控措施,进行调焦补偿的理论参考。     

基于离散余弦变换和支持向量机的多光谱纹理图像的茶叶分类研究

提出一种利用多光谱图像纹理特征进行茶叶分类的新方法.图像由Ms3100-3CCD光谱成像仪获得,光谱成像仪提供近红外(NIR)、红色(R)和绿色(G)的3个波段的图像.首先对原图像的NIR波段图像提取均方值,然后应用离散余弦变换算法,构造出8个带通和高通滤波器对NIR通道的图像进行滤波并提取均方差值,最后应用支持向量机技术,分别对原图像的NIR提取的均方差值和用8个滤波器滤过的图像提取的均方差值进行建模.茶叶样本总共为240个,训练和预测各为120个,每种训练样本和预测样本各为20个.结果表明经过8个滤波器处理图像的识别率为100%,而没有经过滤波处理的纹理图像识别率只有73.33%,说明离散余弦变换算法设计的滤波器是一种非常有效的纹理识别技术,此实验同时也为茶叶的分类提供一种快速和无损的新方法.     

超光谱成像仪狭缝热光谱特性的分析

介绍了在狭缝超光谱成像仪中的重要作用。推导出在温度水平变化时,狭缝宽度尺寸的变化对超光谱成像仪光谱带宽与信噪比的影响,得到了超光谱成像仪狭缝的热光谱特性。比较了两类常见狭缝的热光谱特性,得出热特征尺寸与其导热率乘积越小的狭缝热光谱特性也越好的结论。     

基于多光谱图像颜色特征的茶叶分类研究

提出了一种利用多光谱图像颜色特征进行茶叶分类的新方法,对两种颜色几乎一样用肉眼几乎不能分辨的茶叶进行了分类。图像由MS3100-3CCD光谱成像仪和普通数码相机同时获得,光谱成像仪提供3个波段的图像,由近红外(NIR)、红色(R)和绿色(G)组成,因此它比普通数码照相机包含更丰富的信息,特别NIR波段的图像对有机物的颜色比可见光敏感。提取3CCD光谱成像仪和普通数码照相机各个波段图像颜色的特征即像素偏方差值和平均值进行统计分析,用多光谱图像的NIR图像所提供颜色信息能够辨别这两种颜色几乎一样的茶叶,而普通数码相机无法提供信息进行识别。然后应用人工神经网络技术,对NIR图像像素偏方差值和平均值这两个参数进行建模,建模样本40个,每个样本为20个,预测样本20个,每个样本为10个。结果表明,在阈值为0.3,对两种茶叶进行分类得到了100%识别率,此研究为茶叶的分类提供一种快速和无损的新方法。