高光谱信息的农林植被种类区分

为了能够更加快速、准确对粮食主产区的作物与树木进行种类区分,以黄淮海地区三种主要植被(玉米、小麦和杨树)为研究对象,获取该三种植被原始反射率光谱,并对原始光谱进行特征点提取、一阶微分变换、二阶微分变换以及植被指数计算四种方法的分析处理,提取三种植被各自的光谱特征点、特征波段、蓝黄红边微分值和、位置、振幅以及面积四个特征指标以及植被指数的数值区间。基于特征值在不同植被种类间数值重叠范围越小区分精度越高的原理,比较分析植被光谱在不同处理方法下的植被区分精度,并且最终选取重叠范围最小的特征指标作为区分不同植被的识别指标。结果显示：相较于原始光谱特征点提取、二阶微分变换以及植被指数计算,一阶微分变换对于玉米、小麦和杨树的识别分类具有较高的精度,其中黄边振幅、黄边面积以及黄边微分值和具有较高的识别精度,黄边振幅的识别精度达到97.5%,黄边面积以及黄边微分值识别精度达98.1%,用另外167组数据对该结果进行验证,显示黄边振幅的识别精度达96.4%,黄边面积以及黄边微分值和的识别精度达97.6%。该结果与用平均光谱曲线区分单种植被不同生长状态选取的特征值结果不同,这种方法能有效的保留个体光谱反射曲线的差异,从结果可见通过一阶微分变换提取黄边参数的方法能有效的用于树木和粮食作物共同种植区域的植被区分, 并且黄边面积以及黄边微分值和的识别精度最高。     

基于多波长透射光谱法的水体细菌微生物检测能力初步研究

搭建的水体细菌微生物多波长透射光谱快速测量实验系统,实验获取了肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌在不同浓度下220～900 nm范围内的多波长透射光谱,研究建立了三种细菌基于不同波长点及全光谱波段的浓度校准曲线,计算了肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的检测限,并与紫外-可见分光光度计测量分析结果进行了对比。结果表明,实验系统与紫外-可见分光光度计测量光谱线性相关系数在0.999 8以上,具有非常好的一致性,且30次光谱信号采集时间仅需15 s;基于实验系统分析得到三种细菌在220,258,300,350,400,450,500和550 nm不同波长点以及全光谱波段的检测限结果均优于紫外-可见分光光度计,且利用多波长透射光谱全光谱波段计算得到的细菌检测限均最低,其中：肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的检测限分别为1.60×104,1.06×104和1.16×104 cells·mL-1。研究结果为进一步发展水体细菌微生物的多波长透射光谱快速定量检测技术提供了基础数据。     

一维多介质可压缩Euler方程的高精度RKDG有限元方法

采用RKDG有限元目的、Level Set目的和改进的带"Isentropic"修正的Ghost Fluid目的模拟了一维多介质可压缩Euler方程,其中Euler方程、Level Set方程和重新初始化方程都采用了三阶精度的RKDG有限元目的进行离散,并对一维两种介质可压缩流体进行了数值实验,得到了较高分辨率的计算结果.     

基于集成学习策略的化工园区大气污染影响预测

建立科学、有效、准确的空气质量预测系统,对于保护人们的身体健康和促进社会的和谐稳定具有重要的科学价值和实际意义。研究聚焦化工园区,基于物联网背景下企业排放实时数据,融合气象信息,采用多种有监督式机器学习(决策树、多元线性回归、Lasso回归、支持向量机、Xgboost、梯度提升机、Light GBM、MLP(多层感知觉神经网络))及改进的集成学习Stacking策略实现化工园区空气质量的预测,并识别影响大气污染的关键因素。结果表明:(1)Stacking策略下的预测框架与单模型预测结果相比有统计学意义上的显著提升。(2)在Stacking策略中,初级、次级学习器的选择策略影响预测的精度和泛化性,最佳模式为初级采用强学习器,次级使用线性模型。(3)在同一园区、不同企业污染物不同排放口对空气质量影响不同,研究结论可为政府监管部门对化工园区的治理和管控提供决策支持。     

长距离和多模接入网络中低密度奇偶校验-正交频分复用的性能研究

研究了低密度奇偶校验编码与正交频分复用相结合的编码调制技术,从理论上分析了光纤链路中色散和频率选择性衰落的影响,并通过数值模拟仿真,比较了不同编码码率的编码调制信号在长距离单模光纤传输和多模光纤接入网络中的传榆性能.仿真结果表明,采用码率为0.75的长码型非规则的低密度奇偶校验编码与正交频分复用相结合的编码调制技术更适...     

1H NMR探究空间效应对表面活性剂复配体系中协同作用的影响

通过核磁共振氢谱（¹H NMR）实验测量了温度为298.0 K时3种表面活性剂——十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、辛基苯基聚氧乙烯醚（TX-100）和十二烷基硫酸钠（SDS）组成的复配体系CTAB/TX-100、SDS/TX-100和CTAB/TX-100/SDS中各组分的化学位移,得到了各混合体系中CTAB、TX-100和SDS的临界胶束浓度（CMC）.对不同体系中各组分CMC随摩尔分数的变化曲线进行比较,发现了空间效应对表面活性剂复配体系中协同作用的影响在一定的情况下并不逊于静电相互作用：表面活性剂分子的截面积越大,对体系中其他组分的协同作用越强;当组分间存在弱的静电相互作用时,空间效应对协同作用起到更主要的影响.     

ICP-AES测定高砷铁矿中砷和钒

建立了用硝酸-氢氟酸-高氯酸消解,ICP-AES测定铁矿中砷和钒的方法.该方法检出限砷为50mg/kg,钒为8mg/kg;相对标准偏差(RSD)砷为4.92%以下,钒为4.37%以下;加标回收率砷在95.3%-105.0%之间,钒在96.5%-102.1%之间.本法可以对铁矿中的砷和钒进行较为理想测定.     

一种基于OTF稳定性的波前编码相位板优化方法

提出了一种简单的可用于光学系统中子午弧矢方向白光OTF稳定性评价的波前编码相位板参量优化方法.该方法仅以标准偏差来评价OTF在目标景深范围内的稳定性,并且结合自适应模拟退火算法在参量空间内优化得到相位板的最佳参量.使用该方法优化得到的相位板参量,可以大幅度提高光学系统的景深,并且可以获得更为清晰、稳定的成像.对应用波前编码技术前后光学系统的成像性能作了比较,并且考察了优化参量的容差性.     

基于石英增强光声光谱的HCl痕量气体高灵敏度探测研究

HCl是一种有毒有害气体,对其高灵敏度探测具有非常重要的意义,然而到目前为止,采用激光光谱的手段对其探测的研究报道很少。石英增强光声光谱(QEPAS)是近年来发展起来的一种痕量气体探测技术,具有系统体积小、价格低廉、探测灵敏度高等优点。以5 000 ppm HCl∶N₂混合气作为待测目标,采用输出波长为1 742.38 nm的分布反馈连续波单纵模半导体激光器,开展对基于QEPAS技术的HCl高灵敏度探测研究。为了提高信噪比和简化数据处理过程,QEPAS传感器系统采用波长调制和2次谐波探测技术。研究中,首先对声波探测系统中微共振腔强声波增强特性进行了讨论,选择了“共轴”形式的声波微共振腔,并对其尺寸进行了优化,选择的微共振管长度为4 mm、内径为0.5 mm。实验中研究了激光波长调制深度对QEPAS系统产生的信号幅度的影响,当QEPAS系统积分时间为1 s、激光波长调制深度为0.23 cm-1时,获得了815 ppb的优异检测极限,归一化噪声等效吸收系数为7.41×10-9 cm-1·W·Hz-1/2。在后续的实验中,可在待测HCl气体中加入水汽分子,提高HCl分子的热弛豫速率,进一步提高HCl-QEPAS传感器系统的信号强度。