高光谱图像和叶绿素含量的水稻纹枯病早期检测识别

基于高光谱成像技术和化学计量方法，实现了对水稻纹枯病病害的早期检测识别。以幼苗时期的水稻植株为研究对象，对其进行纹枯病病菌侵染，获得染病植株，采集358～1 021 nm波段范围的高光谱图像，三次实验共240个样本，包括染病植株120个样本和健康植株120个样本。根据高光谱图像的光谱维，对染病水稻叶片和健康水稻叶片提取感兴趣区域（ROI），利用感兴趣区域的光谱数据，对其进行Savitzky-Golay（SG）平滑、Savitzky-Golay（SG）一阶求导、Savitzky-Golay（SG）二阶求导、变量标准化（SNV）和多元散射校正（MSC）预处理，建立线性判别分析（LDA）和支持向量机（SVM）分类模型，结果表明：采用SG二阶求导预处理后的线性判别分析（LDA）模型取得了较好的性能，正确识别率在建模集达98.3%，在预测集达95%；利用载荷系数法（x-loading weights, x-LW）对原始光谱和5种预处理的光谱数据进行特征波长提取，然后根据选取的特征波长建立线性判别分析（LDA）和支持向量机（SVM）分类模型，其中采用SG二阶求导预处理后提取的12个特征波长的线性判别分析（LDA）模型取得了较好的性能，其正确识别率在建模集达97.8%，在预测集达95%，而且基于载荷系数法建立的模型性能与全波段相当，可以通过载荷系数法减少数据量对水稻纹枯病病害进行识别；根据高光谱图像的图像维，研究了基于图像主成分分析、基于概率滤波和基于二阶概率滤波的图像特征提取方法，利用提取的特征变量建立反向传播神经网络(BPNN)和支持向量机（SVM）分类模型，其中基于图像主成分分析的反向传播神经网络（BPNN）模型取得了较好的性能，建模集准确识别率达90.6%，预测集的准确识别率达83.3%；根据高光谱图像光谱维和图像维的最优模型，特将叶绿素含量作为建模的另一个特征，分别与光谱特征、图像特征组合，建立反向传播神经网络（BPNN）和线性判别分析（LDA）模型，提出基于光谱特征加叶绿素含量、图像特征加叶绿素含量和光谱、图像特征加叶绿素含量三种组合方式，其中，光谱特征和图像特征分别与叶绿素组合的方式比之前单独的光谱和图像特征建模性能都有所提升，而且三种组合方式中光谱特征加叶绿素含量的反向传播神经网络（BPNN）建模方式取得本研究所有建模方式中较优的性能，其准确识别率在建模集达100%，在预测集达96.7%。以上研究表明，基于高光谱图像和叶绿素含量对水稻纹枯病病害进行早期识别是可行的，为水稻病害的早期识别提供了一种新方法。     

利用空间外差光谱技术进行紫外高分辨率大气散射信号探测

羟基OH对于人类理解中间层化学成分非常重要，它是大气光化学反应中重要的氧化剂，OH在308 nm波段受到太阳能量激发，发射出OH A2Σ＋-X２Π（0，0）荧光信号。为了探测中间层大气中OH自由基的紫外共振荧光发射信号，从复杂背景信号中分离目标信号，研制了中高层大气OH自由基超分辨空间外差光谱仪，光谱范围为308.2～309.8 nm，光谱分辨率为0.008 25 nm。临边观测主要探测大气散射信号，能量来源为大气中的粒子，包括大气分子与气溶胶、云等对太阳能量的散射作用。中高层大气OH自由基超分辨空间外差光谱仪基于空间外差光谱技术，可以在设计的闪耀波长范围内获得极高的光谱分辨率，适用于大气成分的精细探测。通过在前置或后置光学系统中加入柱面镜，总视场内的场景被分成多个视场切片，每一个视场切片的干涉图分别成像到对应的探测器行上。利用空间外差光谱仪具有空间维分层成像功能，临边观测时可以同时获取不同高度层大气吸收光谱的散射辐射信号，无需像传统临边探测遥感器在不同高度层进行扫描来获取大气高度维的廓线信息。为了验证中高层大气OH自由基超分辨空间外差光谱仪的临边散射信号探测能力与对观测几何的敏感性，进行了地面临边观测实验，探测紫外308 nm波段大气散射信号。模拟临边观测几何，选取晴朗无云的一天，在空旷场地对大气散射信号进行观测。由于仪器基于空间外差光谱技术，需要对干涉数据进行干涉误差修正与光谱复原。对一段观测时间内间隔10分钟的干涉数据进行光谱复原并定标，得到最终临边观测光谱。由于散射信号的主要来源为大气分子对太阳光的散射作用，因此光谱中应包含太阳光谱高分辨率精细特征信息。从高分辨率太阳光谱中选取三个特征信息窗，分析观测光谱中对应波段，三个特征信息窗完全匹配，验证了中高层大气OH自由基超分辨空间外差光谱仪的超高分辨率光谱探测能力和光谱精细信息提取能力。将太阳辐射计实时测量获得的气溶胶光学厚度及根据观测时间计算的太阳天顶角与太阳方位角输入辐射传输模型SCIATRAN，结合对应日期与经纬度的大气廓线数据库，得到模拟光谱，将实测结果与辐射传输模型结果进行比对，两者残差较小。实测结果与模拟结果存在的残差，可能是由于大气环境参数并没有完全符合实测状态，后续可使用当地实时温湿压廓线对模拟数据库进行替换，使辐射传输模型更接近实际状态。与辐射传输模型对比的结果验证了中高层大气OH自由基超分辨空间外差光谱仪的散射信号探测能力与对观测几何的敏感性，验证了在轨探测多谱段、宽谱段大气散射光谱与OH目标信号的可行性，为在轨探测OH目标信号提供了理论与实验基础。     

高压密闭消解-电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中铌、钽、锆、铪和16种稀土元素

正铌、钽、锆、铪及稀土元素是"三稀"元素中的重要组成部分,是目前高科技新材料的重要物质基础,在电子工业、超导材料、航天、军事、医药等领域均有广泛的应用,是国家战略资源中极为重要的组成部分。我国正在开展地质找矿突破战略行动,寻找"三稀"矿种是找矿重点之一,由于"三稀"元素在地壳中丰度极低,且经常与其他矿物共伴生,因此"三稀"元素分析数据的准确性对找矿突破战略行动具有指导意义。     

红外超光谱干涉光谱仪探测器高阶非线性响应研究

针对红外超光谱干涉光谱仪的技术特点,分析其探测器非线性响应的形成机理,仿真含有高阶非线性误差的干涉数据,并研究二、三阶非线性响应对光谱的影响;提出一种迭代方法,即通过交叉迭代使光谱带外畸变最小,从而确定校正系数进而校正非线性响应;通过获取不同温度黑体观测的干涉数据,用交叉迭代法校正实测数据并复原光谱,将未吸收波数光谱响应与黑体辐亮度进行拟合。结果表明:二阶非线性响应主要影响带外数据,三阶非线性响应主要影响带内数据,仅校正二阶非线性响应时,光谱带内数据仍会有残留误差;交叉迭代法可以校正探测器的非线性响应,且三阶非线性校正的精度比二阶的提高了约7.26%;校正后的拟合优度比校正前的提高了约0.4%,校正后的干涉数据更准确。     

嵌段聚合物修饰毛细管电色谱柱分离分析解热镇痛药物

采用可逆加成断裂链转移聚合法合成了具有两亲性质的嵌段聚合物聚苯乙烯马来酸酐,通过共价键合将其涂覆于毛细管内壁,构建了一种新型开管柱毛细管电色谱(OT-CEC)方法,并将其用于解热镇痛药物的分离分析.考察了缓冲溶液p H值、磷酸盐浓度、有机溶剂的种类及添加量对3种药物(氨基比林、非那西汀和4-氨基安替比林)OT-CEC分离效率的影响.结果表明,在缓冲溶液中添加15%(体积分数)四氢呋喃后,修饰于管壁表面的嵌段聚合物可形成胶束结构,并起到类表面活性剂的作用;与裸管相比,该涂层管可明显提高被分析物的分离效率;连续30次测定电渗流的相对标准偏差3.0%,表明该涂层管稳定性较好.在最佳OT-CEC分析条件下,对3种药物的分析均获得了良好的定量线性关系(R20.988),检出限为3.5~4.8μg/m L.所建立的方法为新型嵌段聚合物涂层的开发及药物的OT-CEC分析奠定了良好基础.     

秩为3的Jacobian的性质和它在热力学中的应用

描述了秩为3的Jacobian的性质,探讨了应用Mathematica软件及秩为3的Jacobian来研究单组分、单相系统热力学一阶偏微商和二阶偏微商的方法.     

Mǒsbauer study of the field induced uniaxial anisotropy in electro-deposited FeCo alloy films

Thin ferromagnetic films with in-plane magnetic anisotropy are promising materials for obtaining high microwave permeability.The paper reports a Mo¨ssbauer study of the field induced in-plane uniaxial anisotropy in electro-deposited FeCo alloy films.The FeCo alloy films were prepared by the electro-deposition method with and without an external magnetic field applied parallel to the film plane during deposition.Vibrating sample magnetometry and Mo¨ssbauer spectroscopy measurements at room temperature indicate that the film deposited in external field shows an in-plane uniaxial anisotropy with an easy direction coinciding with the external field direction and a hard direction perpendicular to the field direction,whereas the film deposited without external field does not show any in-plane anisotropy.Mo¨ssbauer spectra taken in three geometric arrangements show that the magnetic moments are almost constrained in the film plane for the film deposited with applied magnetic field.Also,the magnetic moments tend to align in the direction of the applied external magnetic field during deposition,indicating that the observed anisotropy should be attributed to directional ordering of atomic pairs.     

Formulas of Gauss-Ostrogradskii Type on Real Finsler Manifolds

This article generalizes the formulas of Gauss-Ostrogradskii type for semibasic vector fields from Riemannian manifolds to real Finsler manifolds and obtains some formulas of Gauss-Ostrogradskii type for Finsler vector fields which are expressed in terms of the vertical and horizontal derivatives of the Cartan connection in real Finsler manifolds.