三种典型荒漠植物生长期光谱特征变化分析

荒漠植物长势、变化、演替是反映荒漠地区生境状况的重要指标。目前荒漠植物监测与光谱研究多基于定时采样数据,波谱时序动态研究相对薄弱。荒漠植物光谱因受时间尺度影响,常引起辨识误差。将荒漠植物中最具代表性的灌木--柽柳、白刺、梭梭作为样本,旨在揭示三种荒漠植物光谱生长期变化规律及种间动态分异特征,为荒漠植被空间遥感辨析奠定基础。实验选取旺盛植株采集生长期内(5月-10月份)光谱数据,对不同月份植物光谱曲线分析比较并剖析机理,得出荒漠植物生长期光谱特征变化规律及其物候现象对应波谱表现。结论指出：(1)三种荒漠植物反射率曲线总体特征均符合绿色植被波谱规律,可观察到较明显的12峰谷分布,红边斜率与面积从大到小分别为：梭梭、柽柳、白刺。其光谱曲线峰谷幅度值相对较小,且变化较快,红边参数表现活跃期分别为柽柳8月、白刺10月、梭梭9月。(2)荒漠植物的光谱变化与植物本身物候特征、气候变化植物响应密切相关。光谱特征在可见光波段与营养期、花期、落叶期有一定响应关系;近红外波段与结实期、休眠期、降雨情况相关;短波红外波段与营养期、落叶期、降雨状况呈现关联性。(3)7月份三种植物的生长状况差异光谱曲线表现为：衰败植株地物光谱反射率可见光、短波红外波段呈高反射,近红外波段反射减弱,趋近于土壤光谱反射率曲线。     

积雪-荒漠植被及其组合反射光谱特征观测实验及分析

光谱混合机制研究对混合像元解算具有一定指导意义。利用全波段光谱仪累积期和消融期对规则和非规则分布模式下积雪-荒漠植被混合像元及纯净积雪和荒漠植被像元控制式采集反射光谱。K-均值法计算采集影像积雪和荒漠植被面积比并分析其对应混合像元光谱变化特征以获取更加精细的光谱特征信息,准同步Tetracam ADC3(Agricultural Digital Camera 3)采集图像并计算典型指数,从微观尺度上证实了混合像元主要出现在地类边界处。结果发现,1 456～1 697 nm粗粒径冻结雪反射光谱高于新雪反射光谱,新雪反射光谱明显高于陈雪;因冻结覆冰,荒漠植被光谱为积雪、冰晶和植被枝干混合光谱信息,新降积雪覆盖植被光谱特征为积雪和植被枝干的混合光谱信息,不存在常规绿色植被“红边”效应;采集角度为5°和10°时光谱低于垂直角度采集光谱,角度大于10°随角度增加荒漠植被光谱逐渐增大。像元内各个组成物质的面积比及所处像元的位置、采集角度和方向都会影响混合像元的光谱组合信息。     

典型块状煤的可见-近红外光谱特征研究

因可见-近红外波段反射光谱测试方便,仪器成本较低,适用于在线分析,为此针对煤在可见-近红外波段的反射光谱曲线特征规律及其产生机理进行了研究分析。从晋、鲁、宁、吉地区煤矿收集了无烟煤、烟煤、褐煤三大类型中的12种典型煤样,按煤阶从高到低具体包括无烟煤一号、无烟煤二号、贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤、褐煤一号、褐煤二号,在实验室利用地物光谱仪采集了块状煤样在可见-近红外波段的反射光谱曲线。通过对光谱曲线特征分析,发现无烟煤的反射光谱曲线整体上趋于水平方向,吸收谷特征不明显,随煤阶的降低,光谱反射率、近红外波段光谱斜率整体上呈增加趋势,较明显的吸收谷特征增多且吸收强度增加,有13个较明显的吸收谷特征波段。通过X射线衍射分析（XRD）测定了煤样的碳材料结构和矿物成分,煤非晶质性分子结构的芳构化趋势对煤阶升高时光谱反射率降低、反射曲线趋于平缓起到主要作用。当煤阶降低时,以脂肪侧链为主的有机吸收基团的中红外波段基频在近红外波段的倍频和合频产生众多吸收叠加,绝大多数吸收谷特征不明显,相对较为明显的吸收谷产生在1 700和2 300 nm附近。同时含Fe等过渡金属的矿物、H₂O、粘土矿物等无机物成分也是煤反射光谱曲线吸收谷特征增多的因素。通过对实验煤样X射线荧光分析（XRF）和工业分析测定了煤样中Fe和Al等矿物元素成分含量和空气干燥基水分、灰分、挥发分、固定碳含量,得出煤反射光谱曲线的近红外波段光谱斜率与挥发分产率、固定碳含量分别呈正、负相关性。H₂O谱带吸收深度之和与内在水分含量线性相关性较好,Fe和Al含量与相关波段吸收谷深度之和基本呈线性关系,而主要由有机基团倍频和合频所产生的1 700和2 300 nm附近两处吸收谷深度之和与挥发分产率线性相关性较差。获得典型块状煤种的可见-近红外波段反射光谱特征,为煤矿区高光谱遥感以及煤光谱数据库的建立提供依据,也为直接利用可见-近红外波段的反射光谱曲线波形特征快速、低成本、定性地识别煤种类提供参考;同时对煤矿用煤炭探测光谱传感器的研制具有重要意义。     

典型“高山-绿洲-荒漠”生态区植被净初级生产力时空变化特征分析

“高山-绿洲-荒漠”作为干旱区独特的自然景观,其内部迥异的生态系统极易在全球变化影响下产生不同波动,而植被净初级生产力（NPP）作为评价生态环境质量的重要指标,对整体认识区域变化有重要意义。遥感影像的产生为大尺度、长时间的区域NPP估算提供了可能,通过土地利用类型数据划分的不同植物覆被下的最大光能利用效率也提高了NPP估算的精度。因此选取具有典型“高山-绿洲-荒漠”生态系统的叶尔羌河流域作为研究区,使用多年遥感影像数据、气象数据,选用基于光能利用率的CASA模型对其进行模拟并对各生态区NPP状况进行分析,得出以下结论：(1) 叶尔羌河流域NPP年均值在2000年之后整体呈波动上升状态,约有85.9%的区域呈上升趋势,在绿洲区域的水域以及居住地处NPP出现下降状况。(2) 流域内NPP变化与降水量相关性较强,其空间分布特征与NPP和温度的相关性表现出相反状态。(3) 叶尔羌河流域NPP在各生态区上表现出“绿洲最高,荒漠绿洲过渡带次之,高山以及荒漠最低”的状况,生态环境相对绿洲、荒漠绿洲过渡带更为脆弱的区域（荒漠、高山）NPP波动性更强。研究结果将为区域生态环境保护修复、应对气候变化、实现人类与自然协调发展、促进多民族共同繁荣提供科学支撑。     

水胁迫下典型盐生植被梭梭光谱特征分析

荒漠地区由于气候干燥,降水稀少,水分常成为制约植被生长的因素之一,水分胁迫对植物长势和产量的影响比任何其他胁迫都要大。随着高光谱技术的发展,国内外已有众多学者利用高光谱数据研究植被遭受胁迫作用,然而这些研究对象多集中于甜菜、棉花、玉米、水稻等作物,针对干旱区盐生植被遭受胁迫作用的研究较少。梭梭作为荒漠、半荒漠地区的典型盐生植被之一,具有极高的经济和生态效益。选择梭梭作为研究对象,培育一年生梭梭,并设置三个水分梯度,形成受不同水分量胁迫的梭梭。使用原始光谱、红边位置参数,结合植被指数及二维相关光谱研究其叶片光谱特征,为干旱区利用高光谱遥感监测盐生植被提供借鉴。结果表明:(1)分析梭梭叶片反射光谱曲线发现,在可见光至中红外各波段范围内,受不同水分量胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率有显著差异。在可见光(350～610nm)波段,各水分处理的梭梭叶片反射率依次为100mL>500mL>200mL,这是由于100和200mL水分促进梭梭内部叶绿素合成,使该波段反射率降低,而过多的水分(500mL)对梭梭内部的叶绿素合成没有更大的促进作用。在红光区(611～738nm),随着水分量的增多,受不同水分量胁迫的梭梭叶片光谱反射率依次减小。在738～1 181和1 228～1 296nm波段,受不同水分量胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率为:200mL>100mL>500mL;在1 182～1 227nm波段,受不同水分量胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率为:100mL>200mL>500mL。这是由于植被细胞结构对近红外区域的反射率影响较大,因而受不同水分胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率有显著差异。在1 300～1 365和1 392～1 800nm波段,受各水分胁迫作用的梭梭叶片反射率为:100mL>200mL>500mL。这表明在500mL水分胁迫量范围内,水分越多,叶子的细胞液、细胞膜对水分的吸收能力越强,使得反射率下降。通过对原始光谱求取一阶导数并提取红边位置参数发现,各水分处理下的梭梭叶片一阶微分光谱曲线中红边位置未发生移动。这是由于梭梭在长期的干旱环境影响下,形成了特殊的适应机制,水分对其红边位置影响不敏感。(2)选取若干植被指数分析各水分处理下的梭梭光谱指数变化。当水分胁迫量由100mL增至200mL时,WI/NDWI,MSI和NDII指数值变化显著,可用于研究水分胁迫下梭梭的光谱特征。(3)使用二维相关光谱技术分析受各水分胁迫作用的梭梭光谱特征,得出在100mL水分胁迫下,在536,643,1 219和1 653nm波段处,吸收峰对水分的微扰敏感;在200mL水分胁迫下,在846和1 083nm波段处,吸收峰对水分的微扰敏感;在500mL水分胁迫下,在835和1 067nm波段处,吸收峰对水分的微扰敏感。总之,在近红外波段,与100mL水分量相比,梭梭受200和500mL水分量胁迫时,吸收峰对水分的微扰敏感度上升。由100mL水分胁迫下梭梭的二维同步相关谱图可知,1 044和1 665nm,1 072和903nm,903和1 264nm,1 230和1 061nm波段处形成正交叉峰,表明这些波段处光谱强度随水分的干扰同时变化。     

典型伪装材料高光谱特征及识别方法研究

针对某些特定环境下,伪装目标和背景目标出现的“异物同谱”现象,传统的可见光及多光谱遥感伪装识别存在局限性,为此,将高光谱应用到典型伪装材料的特征分析与识别。以北方地区常用丛林迷彩伪装网为研究对象,利用SVC HR1024光谱仪获取其不同浸水时间的可见光-近红外光谱,通过光谱相似性度量和包络线去除处理,分析揭示不同浸水条件下伪装网和北方典型植被光谱特征和敏感波段,并基于近红外波段构建光谱比值指数RCI,用于识别绿色植被环境中的伪装目标,最后通过高光谱成像实验获取仿真伪装环境高光谱图像,并利用高光谱图像对识别效果进行验证。结果显示：(1)不同浸水时间的丛林迷彩伪装网的光谱曲线基本形态相似,且反射率随浸水时间的增加而整体呈下降趋势;1 900 nm波段是伪装网反射光谱对含水量响应最为明显的波段,其光谱特征会因浸水处理而相似于植被,相似度从0.895提高到了0.939。(2)丛林迷彩伪装网和植被在可见光波段的相似度较高,光谱波动情况相似,但在近红外波段光谱特征差异明显。通过包络线统去除分析得出970, 1 190和1 440 nm波段附近处是丛林迷彩伪装网识别的敏感波段,且基于迷彩伪装网和各植...     

典型红树林反射光谱特征分析研究

获取红树林的反射光谱属性,探测其反射光谱特征波段,可为红树林各种指标的遥感反演模拟和估算提供技术依据。以广西山口红树林保护区典型红树林为研究对象,对美国ASD FieldSpec 2光谱仪实测的反射光谱曲线进行去噪平滑处理,获得木榄、红海榄、秋茄、白骨壤、桐花树、大米草和泥滩的标准反射光谱曲线并分析其反射光谱特征。结果表明：典型红树林反射光谱与大米草和泥滩的反射光谱区分明显,红树林类内反射光谱曲线走向大致相同,峰谷值出现波段基本一致,差异主要表现在特征波段反射峰值和谷值。采用空间距离法、相关系数法和光谱角度制图法来定量描述红树林类内反射光谱差异性和相关性,通过样本验证区分方法精度,相关系数法>光谱角度制图法>空间距离法,发现红树林类内和大米草的反射光谱相关系数均>0.995,反射光谱夹角余弦值均>0.95,相似性强,差异小。     

基于植被特征库的高光谱植被精细分类

目前,高光谱数据精细分类面临两方面问题：一方面,传统单纯利用光谱信息的分类往往难以满足各应用行业对精度的需求,另一方面,基于像元的分类结果受制于椒盐噪声,影响其有效应用。为此,提出了一种基于植被特征库构建与优化的高光谱植被精细分类策略。首先,从高光谱影像中的原始光谱特征出发,结合灰度共生矩阵和局域指示空间分析两类纹理特征,并有针对性地加入了对植被叶绿素、胡萝卜素、花青素和氮素叶面积指数等理化参量敏感的光谱指数特征,构建了完备的植被特征库,以提高植被类别间的可分性;进而对植被特征库进行光谱维优化,提出了基于类对可分性的光谱维优化算法,选择对各类对具有最高识别能力的特征波段,通过迭代使各类别间均达到较高的区分度,并利用最优索引因子法进一步降低数据冗余,以提高分类效率;在进行植被特征库空间维优化时,主要基于地物分布通常具有一定的空间连续性这一理论,提出了基于邻域光谱角距离的植被特征库空间维优化算法,以去除分类结果中的椒盐噪声,提高分类精度和分类图像平滑度。基于航空高光谱数据的植被精细分类验证表明,该方法可以显著提高分类精度,在作物品种识别、精准农业等方面将具有广泛的应用前景。     

黄土高原水蚀风蚀交错区不同类型生物土壤结皮光谱特征

黄土高原水蚀风蚀交错区生物土壤结皮光谱特征的研究,为基于遥感的区域尺度生物土壤结皮的识别提供了重要的科学价值,为进一步估算生物土壤结皮在区域水土流失防治中所起的作用提供了重要的技术支持。采用地物光谱测定技术,在黄土高原水蚀风蚀交错区六道沟小流域对不同覆盖度藻类和不同类型藓类生物土壤结皮以及不同高等植被进行了光谱测定,并进行定量分析。研究表明,黄土高原水蚀风蚀交错区藻类生物土壤结皮与土壤具有相似的光谱特征,光谱曲线没有明显的“峰-谷”。藻类生物土壤结皮光谱特征主要表现为光谱反射率随生物土壤结皮覆盖度增加而降低的变化规律;其中可见光区,覆盖度10%~20%,30%~40%及50%~60%藻类生物土壤结皮相比于裸地,反射率归一化均值分别下降了8.64%,15.80%和23.09%。随藻类结皮覆盖度增加,680 nm处吸收特征(叶绿素)越来越明显,2 200 nm处吸收谷(次生矿物)越来越小。藓类生物土壤结皮光谱曲线表现出与高等植物相似的特征,形成绿波段的反射峰和红光波段的吸收谷以及近红外波段的高反射。但在760~930 nm区间,藓类生物土壤结皮的斜率明显大于高等植物, 藓类生物土壤结皮的光谱斜率Slope_(930/760)是高等植物的2.5～4.5倍。黄土高原生物土壤结皮光谱特征的研究可为生物土壤结皮的遥感识别提供一定的理论依据和技术支持。     

渭干河-库车河三角洲绿洲盐渍化地地物光谱数据分析

地物波谱特性是遥感技术应用的物理基础,是遥感定量分析的基础,地物波谱研究是遥感基础研究的重要内容,文章以新疆塔里木盆地北缘渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,采用美国CID公司生产的CI700便携式野外光谱仪,通过大量的野外调查以及实地测点,分析了该绿洲盐渍化地区的几种典型地物(盐碱地、细沙地、沙丘、棉花地等以及柽柳、骆驼刺、芦苇等)的光谱特性及其变化规律,尤其是对盐渍化地和盐生植被的光谱曲线的差异做出了分析,并根据实际情况,采用移动平均法去噪进行了噪声去除,分析实测光谱数据噪声特征。同时利用导数光谱技术清除植被环境背景影响。最后,为了今后继续研究的方便,在对实测光谱数据进行处理的基础上,利用ENVI软件建立了小型的渭干河-库车河三角洲绿洲主要地物的光谱库,该库可以为渭-库绿洲的地物调查,植被调查、植被分类和环境监测等遥感应用服务。     

Harmonics-to-noise ratios in normally speaking prepubescent girls and boys

This study examined harmonics-to-noise ratios (HNR) in 4 groups of normally speaking children. HNRs were calculated for the vowels /ai/ and /inverted v/, selected from conversational speech samples of 80 children aged 4, 6, 8, and 10 years (10 boys and 10 girls at each age level). HNR values for /inverted v/ were significantly higher than those for /ai/. Significant age differences emerged for /ai/ between ages 4 and 8, and ages 8 and 10. Girls obtained significantly higher HNRs than boys for the /ai/ vowel. Overall, the HNR values for these normally speaking children were lower than those reported for normally speaking adults. These findings suggest that acoustic values for children cannot be validly compared to those for adults, and that the child's gender and age should be taken into account when applying spectral analyses to research and/or clinical situations.     

不同高光谱特征参数区分马铃薯品种的优劣势分析

对马铃薯关键生育期的高光谱遥感图像进行特征提取和分析,提出了一种快速区分不同马铃薯品种的方法。以两个早熟和中熟马铃薯品种为研究对象,采集其块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期的冠层反射光谱曲线,对实测反射光谱曲线进行Savitzky-Golay滤波平滑和一阶微分处理,以高光谱位置参数、振幅参数、面积参数、宽度参数和反射率参数为研究指标,根据21个高光谱特征参数的贡献率大小,评价了其区分不同马铃薯品种的优劣。结果表明：(1)同一类高光谱特征参数在不同生育期区分马铃薯品种的能力不同: 高光谱位置参数、宽度参数和反射率参数在块茎膨大期区分不同马铃薯品种的能力最强,淀粉积累期次之;高光谱振幅参数和面积参数在淀粉积累期的区分能力最强,块茎膨大期次之,五类高光谱特征参数在块茎形成期的区分能力均最差。(2)同一生育期5类高光谱特征参数区分马铃薯品种的能力也存在差异。在块茎形成期,五类高光谱特征参数的区分能力从强到弱依次为：反射率参数>振幅参数>面积参数>宽度参数>位置参数;在块茎膨大期和淀粉积累期,从强到弱依次为：面积参数>振幅参数>反射率参数>宽度参数>位置参数。综合能力从强到弱依次为：面积参数>振幅参数>反射率参数>宽度参数>位置参数。     

CdSe/CdS核/壳型纳米晶的光谱特性

以巯基乙酸为稳定剂制备了CdSe/CdS核／壳型纳米晶。用光吸收谱（Abs)、光致发光谱（PL）及光致发光激发谱（PLE）研究了CdS壳层对CdSe纳米晶电子结构,从而对其吸收和发光性能的影响。根据PL和PLE的结果以及带边激子精细结构的计算结果,我们用尺寸很小的纳米晶中所形成的基激缔合物解释了PL光谱与吸收边之间较大的Stokes位移。     

光谱分辨率对黑土有机质预测模型的影响

高光谱遥感以其高光谱分辨率适于反射光谱特征复杂的地物识别与参数反演,但对于反射光谱特征平滑的地物,高光谱数据可能存在数据冗余问题。本研究对实验室测定的黑土高光谱反射率进行重采样,基于统计分析方法研究了光谱分辨率对黑土有机质预测模型精度的影响,结果表明:黑土有机质含量高,土壤有机质的光谱作用范围宽(445～1 380nm);黑土有机质光谱预测模型精度随光谱分辨率降低,呈现先增后减的趋势,最优模型的光谱分辨率为50nm,低于高光谱遥感波段设置,略高于多光谱传感器波段设置;黑土有机质光谱预测最优模型以倒数对数微分为自变量,模型决定系数R2=0.799,RMSE=0.439,研究成果为土壤有机质遥感反演、光谱速测仪器的研制,以及传感器波段设置提供理论基础与技术支持。     

Pulse source-system model and its amplitude versus frequency characteristics

I.IntroductionForlongtime,itisoneofveryimportantquestionsinbiomcchanicscirc1estosetupady-namicsmode10fhumancardioscularsystemI'-'1.Peop1ehaveexpectedtostudythecomp1cxcardioscu1arsystemfromtheviewofthesy5temtheoryandtheinformati0ntheory.Wea1sopayattentiontothetheory0fTraditi0nalChinescMedicine(TCM)anditsc1inicalexperience.Thepulseisdrivenbytheheartandtransmittedbyb10odflowthrougharteries.ItgOesa1ongwayfarfromtheheart,andarrivesattheradia1artery.Thusitisaffectedbynoton1ythecon-ditionofthehe…     

两种国产新型掺Yb氟化物激光晶体的光谱特性研究

掺Yb氟化物激光材料是继掺Yb氧化物激光材料之后的另一类重要的掺Yb激光材料,已经成为可调谐激光和超快激光领域中研究的热点之一。针对两种国产新型掺Yb的氟化物激光材料：混晶材料Yb∶CaF₂-SrF₂和共掺离子型的单晶材料Yb, Y∶CaF₂,进行了详细的光谱特性比对实验研究。通过荧光比对实验,发现这两类激光材料的荧光光谱完全不同,并分析了不同荧光产生的物理机制。通过吸收率比对实验,讨论了两类材料中的激活离子Yb或共掺离子Y的掺杂浓度对晶体吸收特性的影响,得到了最佳掺Yb离子或共掺Y离子的浓度。利用激光二极管作为泵浦源,实现了这两类新型材料在折叠腔型下的连续激光输出运转,其中对于共掺离子型Yb, Y∶CaF₂晶体是首次实现连续激光运转。通过激光对比实验,获得了两类激光材料(四种样品)的激光输入—输出关系曲线,测量了各自的斜效率和激光光谱特征。通过系统地比较两类激光晶体的吸收率、荧光光谱特性、激光光谱特性以及连续激光运转的阈值功率和斜效率等参数得出以下结论：在四种实验样品中,共掺离子型单晶材料中的3at%Yb, 6at% Y∶CaF₂晶体具有最好的光谱和激光特性,具有良好的应用前景。这些实验结果为进一步提升此类激光材料的性能提供了有益的参考。     

白光LED用LiSrBO

采用固相法制备了一种新型的白光LED用LiSrBO     

纳米NiO的制备及其谱学特性研究

以醋酸镍、氢氧化钠为原料,吐温80为分散剂,通过固相反应制备了纳米级NiO。 用X射线衍射仪、透射电子显微镜、傅里叶红外光谱、紫外-可见分光光度等方法对材料的粒径、晶格畸变率、形貌以及红外、紫外-可见光的吸收性能进行了表征。结果表明：制得的纳米NiO产物为球形、属立方晶系,粒径大小在9～30 nm左右;晶格畸变率随粒径的增大而减小;纳米NiO红外吸收峰出现在437 cm-1处,与普通粒径的NiO光谱纯(484 cm-1)相比,其吸收峰红移了47 cm-1,体现了纳米NiO的表面效应;不同粒径大小的NiO对紫外-可见光的吸收特性不同。普通粒径的NiO光谱纯在紫外-可见光区域没有吸收,颗粒尺寸越小吸收波长越短,10 nm NiO的紫外-可见光吸收峰位于309 nm处,直接跃迁的光学能带隙约为4.2 eV,比体相材料(3.65 eV)增加0.55 eV,表现出明显的量子尺寸效应。对纳米NiO的谱学特性研究表明该材料在光电领域具有潜在的应用价值。     

Ce~(3+)在碱金属-碱土金属硼酸盐体系中的光谱特性

研究了Ce3+在碱金属-碱土金属硼酸盐体系LiCaBO3,LiSrBO3和LiBaBO3中的光谱特性,发现Ce3+在该体系中均呈现非对称的宽谱发射,对应的发射光谱主峰分别为428,436和440 nm;分别监测三个主发射峰,所得激发光谱主峰分别为364、369和370 nm。研究了电荷补偿剂Li+,Na+,K+对3种材料发射强度的影响,结果显示,材料的发射强度明显提高,其中以掺入Li+时效果最明显。