近红外定性分析模型的稳健性与适应性分析

研究了近红外定性分析中模型的稳健性与适应性问题。讨论了单独建模延长建模周期对模型性能的影响,结果显示这种方法可以显著提高模型的稳健性,同时对模型的台间适应性也有所提升,但提升作用有限;研究了不同仪器联合建模的方法对模型性能的影响,该方法不仅可以显著提高模型的适应性,而且可以有效提高模型的稳健性。对比单独建模,可以缩短建模时间,减少模型建立的工作量;延长模型的适用期限,提高建模效率。结果表明,对模型适应性的测试,单独建模其正确识别率较低,不能满足应用的要求,而多台仪器联合建模可以达到90%以上,提升效果明显;对模型稳健性的测试,联合建模也能得到相比单独建模更好的模型识别效果,具有很好的应用价值。     

基于DS算法的玉米近红外定性分析光谱校正方法研究

从校正的角度出发,研究了近红外定性分析中模型稳定性问题。以13个玉米品种为研究对象,针对数据采集时间不同带来的模型失效问题,借鉴近红外光谱定量分析中两台仪器间模型传递的思想,将直接模型传递(Direct Standardization)算法用于校正同一仪器不同时间采集的光谱, 使得一次建立的品种鉴别模型,能用于其余时间测试数据的鉴别。首先采用Kennard/Stone算法在主光谱集中选取校正样品集,按照对应的编号从从光谱集中取出对应的数据,然后对校正样品集采用DS算法求取两组数据间的变换关系,再对剩余的从光谱集进行相应的变换得到适用于模型的光谱。实验中对比了校正样本数和模型校正位置对校正结果的影响,分别从品种定性鉴别准确性和校正前后主光谱数据和从光谱数据分布距离两方面分析了实验结果。结果表明,该方法能有效地解决同一仪器随着采样时间推移产生的光谱偏移现象,对采样时间不同的测试集均得到较高的识别率,提高了模型的鲁棒性和适用范围,由实验结果可见,校正位置处于特征提取之后时,校正效果最佳。     

Risley棱镜在光学侦察中的应用

近年来Risley棱镜在军事侦察领域得到越来越多的应用。介绍Risley棱镜的基本组成,从数学模型上论证了Risley棱镜两种工作原理及其应用技术,分析了工程实现的难点,描述了国内外的工程应用情况,国防科技大学研制的物理样机可实现10光束偏转,实验结果表明已初步实现了扫描成像和光束扫描功能。     

翘嘴红鲌群体遗传多样性分析

基于RAPD方法对江西(鄱阳湖)、湖北(梁子湖)和江苏(太湖)3个群体的翘嘴红鲌遗传多样性进行分析,以评价它们的群体遗传结构和良种选育的可行性。结果显示从30个随机引物中筛选出了20个多态性较高的引物,既可扩增出3个群体共同的DNA条带,也可扩增出单个群体特有的特征条带。从3个群体实验鱼中共检测到119个扩增片段,长度在0.2~1.7kb之间。鄱阳湖群体多态位点数61个,多态位点比为51.26%,梁子湖群体多态位点数50个,多态位点比为42.02%,太湖群体多态位点数67个,多态位点比为56.30%。3个群体的Shannon多样性指数分别为0.429 2,0.382 8和0.443 1。群体间遗传相似系数依次为:最高是鄱阳湖与梁子湖,为0.8055,其次是鄱阳湖与太湖,为0.801 6,最低是梁子湖与太湖,为0.785 2。结果提示,鄱阳湖与梁子湖亲源关系较近,与太湖稍远;所筛选出的引物应用RAPD技术可以方便地分析不同群体翘嘴红鲌的遗传多样性,并可为良种选育的亲本选择提供依据。     

基于灰度投影改进的电子稳像

针对灰度投影算法运用于存在局部运动目标的情况下,稳像效果较差并且可能产生错稳这一问题,在分析灰度投影基本理论的基础上,提出一种改进的灰度投影算法:局部运动物体位置估计方法和像素替代法。利用灰度值的改变和像素替代的方法,把局部运动物体去除,再进行稳像处理。通过实验验证,该方法可以解决图像中存在运动物体时发生的错稳情况。比较改进前与改进后的稳像效果,改进后的PSRN（峰值信噪比）提高了1.35。     

基于扭秤的激光干涉差动测量微小冲量方法

基于扭秤测量冲量原理,结合激光干涉法差动测量角度的方法,提出一种基于扭秤的激光干涉差动测量微小冲量的方法。介绍系统的基本组成和测量过程,给出扭秤结构设计参数,并对系统参数进行了标定,结合设计参数与标定结果,对系统的分辨率、量程和精度进行了校核,在典型的测量环境下,对激光烧蚀靶材所形成的Ns量级微小冲量进行了测量,给出了典型的测量结果并进行分析。结果表明:所提出的基于扭秤的激光干涉差动测量微小冲量方法,系统分辨率可达10-7Ns量级,测量范围跨5个数量级,最大可以测量10-2Ns量级冲量,测量精度优于95%。     

玉米叶片的光谱响应及其氮素含量预测研究

以不同施肥水平下两年玉米田间试验为基础,利用高光谱技术探讨大喇叭口期不同层次玉米叶片光谱响应的敏感区域,并依据叶片氮素含量与原始光谱反射率及其一阶导数的相关性,最终构建了叶片氮素含量的预测模型。结果表明：不同施肥水平下叶片光谱反射率差别明显区域集中在550 nm附近波段、761～1 300 nm波段,不同层次间叶片光谱反射率差别明显区域集中在550 nm附近波段,叶片氮素含量与470～760 nm波段光谱反射率及其一阶导数呈极显著相关。经过对比筛选,以光谱指数DSI(564,681)和DSI(681,707)构建的指数预测模型效果最好,预测精度达93.43%和93.39%,能有效估测叶片氮素含量。     

网纹红土中铁矿物与粘土矿物赋存关系的X射线衍射证据

高纯度的粘土矿物样品是粘土矿物学重建古气候的关键,然而,土壤中的铁矿物(如针铁矿和赤铁矿等)和有机质的存在导致粘土矿物与非粘土矿物相互包裹,使富集的粘土矿物样品常含有其他矿物杂质。土壤沉积物中有机质去除的研究已较为充分,但铁矿物在土壤沉积物中的赋存状态倍受争议,制约了高纯度粘土矿物样品的制备。该研究将以长江中下游九江网纹红土作为研究对象,通过逐级分离试验对网纹红土中铁矿物与粘土矿物的赋存关系进行研究,为土壤沉积物中铁矿物的去除提供一定的启示。试验结果表明,针铁矿和赤铁矿等铁矿物可能主要呈现被膜状吸附在羟基间层蒙脱石和伊利石的表面,也有部分被高岭石吸附。     

Efficient Excitation of a Symmetric Collective Atomic State with a Single-Photon Through Dipole Blockade

In the famous quantum communication scheme developed by Duan et al.[L.M.Duan,M.D.Lukin,J.I.Cirac,and P.Zoller,Nature(London) 414(2001) 413],the probability of successful generating a symmetric collective atomic state with a single-photon emitted have to be far smaller than 1 to obtain an acceptable entangled state.Based on strong dipole-dipole interaction between two Rydberg atoms,two simultaneous excitations in an atomic ensemble are greatly suppressed,which makes it possible to excite a mesoscopic cold atomic ensemble into a near-ideal singly-excited symmetric collective state accompanied by a signal-photon with near unity success probability.     

A Fast,Matrix-free Implicit Method for Computing Low Mach Number Flows on Unstructured Grids

A fast, matrix-free implicit method has been developed to solve low Mach number flow problems on unstructured grids. The preconditioned compressible Euler and Navier-Stokes equations are integrated in time using a linearized implicit scheme. A newly developed fast, matrix-free implicit method, GMRES + LU?SGS, is then applied to solve the resultant system of linear equations. A variety of computations has been made for a wide range of flow conditions, for both in viscid and viscous flows, in both 2D and 3D to validate the developed method and to evaluate the effectiveness of the GMRES + LU?SGS method. The numerical results obtained indicate that the use of the GMRES + LU?SGS method leads to a significant increase in performance over the LU?SGS method, while maintaining memory requirements similar to its explicit counterpart. An overall speedup factor from one to more than two order of magnitude for all test cases in comparison with the explicit method is demonstrated.