应用近红外反射和透射光谱法鉴定玉米杂交种的纯度

探索使用近红外反射和透射光谱法(波长范围908.1~1 677.2 nm)鉴定玉米杂交种纯度,并对两种方法进行比较。对光谱进行一阶导数、矢量归一化的预处理后,使用主成分分析(PCA)和正交线性判别分析(OLDA)提取光谱特征,使用支持向量机(SVM)分别建立两个玉米品种(农华101和京玉16)的种子纯度鉴定模型。反射近红外光谱建立的农华101和京玉16的正确鉴定率分别为100%和90%。但反射光谱法受种子摆放位置的影响很大,胚面和非胚面光谱有较大差异。透射光谱法建立的京玉16和农华101纯度鉴定模型的正确鉴定率均为98%,胚面和非胚面的光谱相似度很高。结果表明,利用近红外反射和透射光谱法鉴定玉米杂交种纯度是可行的;透射光谱法更适于分析单籽粒玉米种子。     

稀土反射波谱特征及高光谱提取研究进展

稀土是一种重要的战略资源,由于稀土资源的稀缺,近年来对其反射波谱特征与高光谱信息提取的研究较为薄弱。笔者首先从稀土电子层构型和能级跃迁的层面阐述了其光谱机理。稀土由于其特殊的电子构型,它们的4f电子的f-f组态之内容易跃迁,在可见光-近红外有其特有的波谱吸收特征。其次结合自己开展的一些工作,系统总结了15种稀土单元素、稀土矿物(含稀土的氟碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐矿物)、稀土溶液的反射波谱特征,可见15种稀土单元素的反射特征差异较大,稀土矿物及溶液的波谱特征是化学组成中优势稀土元素的体现,吸收强弱随着稀土浓度的降低逐渐减弱甚至消失。由于稀土信息提取对高光谱传感器要求较为苛刻,目前的研究主要集中于近距离高光谱传感器探测,航空及航天高光谱遥感探测存在一定困难,根据单元素的波谱吸收特征,近距离高光谱传感器目前可成功提取Nd,Er,Dy,Ho,Sm和Tm等的分布信息;最后文章展望了稀土反射波谱及高光谱稀土找矿研究的难点和重点,旨在为今后研究提供新的思路。     

低频超声波和甘油对皮肤组织光学透明的反射光谱研究

研究了经低频超声波和促渗剂处理后的猪皮组织在波长为400～860 nm 范围内随时间变化反射光谱特性的变化及各组于580 nm处分别在0～15 min和15～30 min时间段各组反射光谱的改变程度。实验采用带积分球附件的AvaSpec-2048光纤光谱仪测量系统。结果表明：在波长为400～860 nm 范围内,空白对照组在整个过程中组织的反射光谱变化比较少;经超声波处理后组织对光的反射率在0～15 min内是增加的,而且变化相对明显,但随着距超声波停止处理的时间加长,组织对光的反射率又慢慢恢复原状;经80%甘油处理组相对于空白对照组反射率减少得比较快;经超声波和80%甘油处理后组织的反射率变化最明显,特别是在0～15 min内下降速度最快,而且对于波长580 nm 处在0～15 min时间内第4组组织反射率的变化的速率与其他组在相同时间段内比较是：为第1组的约4.0倍和第3组的约2.3倍(在0～15 min时间内),第1组组织反射率减少了1.896%;第3组组织反射率减少了3.316%;第4组组织反射率减少了7.551%。从上面的结果发现,超声波和促渗剂80%甘油对皮组织的光透明性不仅具有协同效应,而且可以使皮组织在短时间改善光透明性。     

涂层表面偏振双向反射分布函数的多参量混合模型

为了表征不同涂层表面的偏振光学散射特性,在基于微面元理论的偏振双向反射分布函数模型的基础上,针对不同涂层样品提出了一种适用范围更广的多参量偏振双向反射分布函数模型.采用遗传算法对实验数据进行模型参量拟和.实验结果表明,对几种不同的涂层样品,这种多参量模型的模拟计算结果与测量结果均能较好吻合,可以为后续的目标偏振特征提取与识别工作提供参考.     

中国人头发纤维在UVA紫外光老化中的光谱学研究

生活中,日光中的紫外辐射是导致头发光老化/光损伤的重要环境因素。长时间光照可使染发和天然发出现包括颜色褪变在内的退行性变化。以中老年人的自然灰发为样本来源,通过分离和人工漂染处理,获得了包括自然发色、漂白和染黑的六种头发类型,经过UVA(320～400 nm)紫外光老化,采用漫反射光谱、三维荧光光谱和衰减全反射傅里叶变换红外光谱对头发纤维的老化特征进行无损分析,结合头发中光产生过氧化氢的定量分析,探讨了不同发色和漂染处理对头发耐光性的影响。结果表明,UVA辐照可通过Ⅱ型电子转移机制诱导头发中的光敏基团产生过氧化氢,导致纤维表面蛋白和色素分子的光氧化降解。自然发色与漂染发在光老化中的颜色变化不同： 灰发和白发主要发生光黄化,人工染发和漂白发分别发生光褪色和光漂白。高湿度环境能加速头发的光降解。化学漂染处理会使头发中的光致过氧化氢水平升高,使纤维处于较高的氧化压力从而影响头发的光稳定性;而头发中的黑色素分子,包括天然黑色素和染发剂的人工黑色素,可能具有自由基产生与清除双重性。研究结果为建立中国人头发光损伤的光谱学评价方法和进一步研发针对国人发质的染护发产品提供了重要的实验基准数据。     

基于前向散射核函数拟合冰雪反射光谱各向异性

对地表反射光谱的各向异性进行建模和拟合,是遥感对地观测的重要研究内容。传统的线性核驱动模型拟合方法使用的核函数是基于植被覆盖地表辐射传输模型导出的,因此难以准确地描述冰雪覆盖地表前向散射强的特征。提出一种在线性核驱动模型中增加前向散射核函数的拟合方法,并采用地面多角度观测架测量的冰雪反射光谱对该方法的有效性进行了验证。验证结果表明该方法能够较好地拟合冰雪反射光谱的各向异性(R2=0.997 5, RMSE=0.022 6),准确地反映冰雪前向散射较强的特征。通过对提出的方法与经验函数法、传统线性核驱动模型拟合方进行比较,可以发现线性核驱动模型方法明显优于经验函数拟合法,其中增加前向散射核函数能够显著提高对冰雪覆盖地表二向反射因子的拟合精度,并在各波段都有稳定的拟合效果。     

融合SIF和反射光谱的小麦条锈病遥感监测

日光诱导叶绿素荧光(SIF)能够敏感反映作物病害胁迫信息,然而冠层几何结构等因素严重影响了SIF对植被光合功能变化及其受胁迫状况的捕捉能力.为此,将能够敏感反映作物群体生物量的归一化差值植被指数(NDVI)和MERIS陆地叶绿素指数(MTCI)与SIFP相融合(SIFP-NDVI,SIFP-MTCI,SIFP-NDVI...     

皮肤组织血液含量对皮肤光谱的影响

在分析皮肤组织结构、皮肤荧光光谱与反射光谱产生机制的基础上,改变皮肤真皮上、下血管丛的血液含量,依此建立相应的皮肤六层光学模型,并进行 Monte Carlo模拟计算。结果表明：皮肤荧光光谱与反射光谱均可反映皮肤组织内血液含量的变化;皮肤的真皮上层血管丛的血液含量对光谱强度的影响大,深部血管丛血液含量对光谱强度的影响小;荧光光谱和反射光谱可用于探测或分析皮肤组织中血液含量的变化,特别可能用于真皮上层血管血液病变的皮肤疾病的病患程度及治疗效果的检测。     

冬小麦活体叶片叶绿素和水分含量与反射光谱的模型建立

定量测定小麦活体叶片的叶绿素含量和水分含量,在小麦估产、农情监测等方面具有重要的意义,同时可为进行高光谱遥感提供基础。文章使用ASD便携式光谱仪和LI-COR 1800型积分球,在350～1 650 nm的光谱范围内,测量冬小麦叶片在不同生长期的反射光谱,用偏最小二乘方法建立了冬小麦叶片叶绿素和水分含量与反射光谱的定量分析模型。在400～750 nm的光谱范围,建立了叶绿素含量与反射光谱的模型,结果为：叶绿素的预测值与真实值的相关系数为0.898,相对标准偏差为13.6%。在1 400～1 600 nm的光谱范围,建立了水分含量与反射光谱的模型,其结果为：水分的预测值与真实值的相关系数为0.999,相对标准偏差为0.3%。在农业生产中,这些结果是满意的。     

古尔班通古特沙漠生物土壤结皮反射光谱特征分析

通过对野外采样取得的新疆古尔班通古特沙漠中的生物土壤结皮、裸沙和干枯植被进行反射光谱测定,揭示出在干燥条件下各类地物的反射光谱特征。进一步对经过均匀喷洒0.5和1.0 mm水后的生物土壤结皮分别进行反射光谱测定,并对比分析了原始的和经水化实验后的生物土壤结皮光谱特征。依据生物土壤结皮的光谱特征,提出利用连续统去除技术估算生物土壤结皮覆盖度的方法,结果表明连续统去除光谱的负对数与生物土壤结皮盖度有很好的相关关系(r2=0.990 7)。