光谱信息

摘要： 积雪面积比例(Fractional Snow Cover,FSC)数据能在亚像元尺度上定量的描述像元内积雪覆盖的程度,相比二值积雪面积数据可以更加精确地估计积雪覆盖的面积。基于机器学习的随机森林回归模型可以表示高维的非线性关系,可显著提高MODIS FSC的反演精度。采用随机森林回归模型结合光谱、环境信息构建了一个新的回归模型——光谱-环境随机森林回归(Spectral Environment Random Forest Regressor,SE-RFR)模型,用于MODIS数据反演中国区域的FSC。利用中国典型积雪区内由Landsat 8地表反射率数据获取的FSC数据作为参考值,对SE-RFR模型的反演精度进行评估。研究表明,利用“SE-RFR”获取的FSC数据RMSE、MAE分别为0.160、0.104,精度较高。此外,根据SE-RFR模型与未加入环境信息的随机森林回归(S-RFR)模型比较结果可知,加入环境信息的随机森林回归模型提高了FSC反演的精度,特别是在受环境信息影响较大的青藏高原地区,RMSE从0.200降低到0.181。最后,将SE-RFR模型与目前使用广泛的MODIS FSC反演模型FSC_NDSI、MODSCAG和SSEmod进行了比较,结果表明SE-RFR模型的RMSE与FSC_NDSI、MODSCAG和SSEmod模型的RMSE相比,平均RMSE分别提高了12.0%、8.3%和5.5%。总体来说,SE-RFR模型可以准确地提取MODIS FSC,对于区域乃至全球FSC产品制备具有广泛的应用前景。

摘要： 窄带滤光器件是获取纯净光谱信息的关键光学元器件,光谱参数是衡量其性能的重要指标。利用Essential Macleod光学薄膜设计软件进行仿真模拟实验,分析光谱参数的影响因素,并对所有膜层进行敏感度分析,探讨膜层敏感度和光谱特性的影响关系,揭示不同因素影响窄带滤光器件光谱参数的规律。研究结果可为滤光器件膜系设计提供理论依据,有利于提高滤光器件的性能。

摘要： 为解决全色锐化过程中频谱和空间信息保存问题,提出一种基于深度多尺度扩张卷积神经网络的多波段光谱锐化方法。提出一种分组多尺度扩展网络结构,扩大每个网络层的接受域;为保留光谱信息,直接将上采样的LR多光谱图像添加到平方目标项中,使网络能够聚焦于高频部分;为保存空间信息,提升泛化能力,去除池化层和批处理标准化层,使用带扩张卷积的多尺度方法。在两个任务上的实验结果表明,提出方法在定量和定性上都能达到较好的性能,验证了其有效性。

摘要： 随着我国社会的不断进步以及科学的发展,如何有效获取盐碱地真实信息并且动态变化对盐碱化问题的解决至关重要,综述了盐碱化的分布与危害,从当前的遥感数据获取手段出发,探讨了现有的遥感光谱和光谱仪实测获取光谱数据的优势与不足以及现有的针对盐碱地的治理措施,并对未来的盐碱化问题的信息获取与解决提出了展望.

摘要： 地上生物量(AGB)是表征作物生命活动的重要参数,对作物长势监测和产量预测尤为关键.因此,快速准确地获取AGB信息,对于监测作物生长状况、指导农业管理和提高产量具有重要的意义.以无人机为平台搭载数码相机传感器,因机动性强、价格低、空间分辨率高的优势,能够及时准确的估算作物AGB,已成为遥感估算研究的热点之一.由于无人机不同飞行高度及其对应不同分辨率数码影像的AGB估算模型精度不同,因此,尝试在马铃薯的块茎增长期,通过设置10,20,30,40和50 m共5种无人机飞行高度,获取不同分辨率的数码影像,探究其对以光谱信息、纹理特征和光谱信息+纹理特征构建AGB模型精度的影响.首先,基于无人机数码影像,分别提取光谱信息和纹理特征,通过光谱信息构建的植被指数和纹理特征,分别结合地面试验获取的实测地上部生物量数据进行相关性分析,分别筛选了相关系数绝对值较大的前10个影像指数和前8个纹理特征.然后,分别以3种输入变量整合方差膨胀因子(VIF)进行主成分分析(PCA)降维处理,获得最佳主成分后以多元线性回归(MLR)构建AGB估算模型.最后,对比不同分辨率的数码影像以3种变量和同种分辨率下以同种变量构建的AGB估测模型效果.结果发现:(1)获得的影像分辨率在0.43～2.05 cm之间变化时,纹理特征与马铃薯AGB相关性弱于植被指数,但都达到极显著相关水平(p<0.01),随着数码影像分辨率降低,二者相关性差异明显.(2)同种分辨率影像下,光谱信息+纹理特征估算AGB的效果最优,其次为单一纹理特征模型,而单一光谱模型表现效果最差.(3)随着数码影像分辨率提高,光谱信息、纹理信息以及光谱+纹理信息估算AGB的精度逐渐变好.

摘要： 为了研究更具区域特征的林地信息提取方法,选取贵阳市部分区域作为研究对象,借助光谱信息对研究区地物信息进行预处理.结果表明:该方法有效减轻了分割模型的处理压力,用该方法提取结果与U-Net方法和NDVI阈值方法提取结果进行比较,其IoU达到了0.9436,比U-Net方法和NDVI阈值方法分别高6.79％和15.74％,表明该方法对城市区域的林地信息提取具有有效性.

摘要： 针对目前亚像素森林定位方法不能充分利用空-谱信息的问题,本文建立了一种面向空-谱信息的多光谱图像亚像素森林定位模型.利用混合空间引力模型得到空间项,光谱项由归一化差分植被指数计算得到;将空间项和光谱项结合得到具有空-谱信息的优化函数;利用模拟退火算法优化该函数得到最终的森林定位结果.由于空-谱信息得到了更充分的利用,最终的森林定位结果得到了改善.在来自巴西亚马逊雨林的2幅多光谱图像上的实验结果表明:提出的模型比现有的亚像素森林定位方法获得了更好的定位结果,亚像素森林定位总体定位精度可以分别达到96.78％和95.08％.

摘要： 围绕溢油光学探测工作中油膜信息提取精度低等主要问题,本文利用10景GF-1 WFI数据,发展了一种以光谱信息与多种纹理特征相结合的油膜检测方法.该方法不仅充分考虑了不同光谱组合对油膜与海水的区分能力,并且在纹理特征选择中尝试并确定了灰度共生矩阵的窗口大小、方向、位移量和灰度量化级四个参数,结合不同情况的油膜选择了合适的纹理特征;最后,将选取的若干纹理特征量与最优光谱组合构成多波段数据,应用在4种监督学习分类器中,评价分析了油膜检测的准确性,最终确定支持向量机为最优分类器,这一结论将为今后的海上溢油监测工作提供参考.

摘要： 为了减小遥感图像数据库光谱信息的占用空间,需要进行遥感图像数据库光谱信息无损压缩处理,提出一种基于向量量化特征提取的遥感图像数据库光谱信息无损压缩方法,构建遥感图像数据库光谱图像的量化编码模型,采用小波降噪方法进行遥感图像数据库光谱特征的降噪处理,提取遥感图像数据库光谱的关联信息分量,采用信息融合技术进行遥感图像数据库光谱特征的信息融合处理,采用稀疏角点标注方法进行遥感图像数据库光谱信息的关键特征点定位,采用LGB算法实现遥感图像数据库光谱信息无损压缩优化设计.仿真结果表明,采用该方法进行遥感图像数据库光谱信息压缩的信息保真性较好,输出信噪比较高,丢包率较低,提高了信息的存储容量.

摘要： 针对目前基于无人机遥感进行作物氮素营养诊断中缺乏规范化的标准来指导无人机应用过程中数据获取与处理的问题,开展了不同分辨率、低空无人机影像对冬小麦植株氮浓度反演影响的研究.在小麦生长的灌浆期,通过设置15、30、50、80 m共4种无人机飞行高度,获取了不同分辨率下的无人机多光谱影像,并开展地面试验,采集冬小麦植株氮浓度信息.基于这些数据,提取了不同分辨率下影像的光谱信息和纹理特征,并分别建立光谱信息、纹理特征和光谱信息+纹理特征等反演植株氮浓度的模型.对不同情景下的模型估测效果进行比较,结果表明,影像分辨率在1.00～5.69 cm之间变化时,影像光谱信息对小麦植株氮浓度反演影响不大,各情景下建模结果和验证结果差异较小;随着影像分辨率的降低,影像纹理特征对小麦植株氮浓度反演的效果变差;影像光谱信息+纹理特征信息对小麦植株氮浓度反演效果整体随着影像分辨率的提高呈增加趋势,且其反演结果优于单一光谱特征或单一纹理特征的反演效果.

摘要： 叶面积指数可为精细农业生产提供作物生物量状态信息，通过光谱的分析，找出叶面积指数和光谱的关系，从 而通过光谱反演出叶面积指数及叶干重，可实现叶面积指数的快捷准确测量。本研究以柑橘叶片为研究对象，通过扫描 标定试验，得到叶片的精确总面积以及标定的LAI 值。系统由以FieldSpec-FR 地物谱仪器和计算机为主体的数据采集平 台和以计算机和ViewSpecPro、SPSS 等软件为核心的反演平台组成，对柑橘叶光谱信息进行采集与分析。LAI 与光谱信 息RVI 的拟合方程R=0.891，sig＜0.05，应用回归方程计算的结果误差为0.04%；LAI 与叶干重的拟合方程R=0.885，sig ＜0.05，应用回归方程计算的结果误差为0.30%，叶干重与叶湿重的拟合方程为R=0.990，sig＜0.05，应用回归方程计算 的结果误差为2.27%。

摘要： 水体中的氮磷含量是评价水质营养状况的重要指标,目前高光谱技术已成为监测水体氮磷含量的重要手段,但监测对象多为开阔水面水体,对于植被覆盖水体的监测较少.植物对环境因素的响应,会在其反射光谱信息的变化中表现出来,因此植物反射光谱信息可以用来监测环境变化.本研究以北京汉石桥湿地内的微处理湿地为研究区,通过测定湿地植物芦苇(Phragmites australis)叶片反射光谱、水体总氮(TN)和总磷(TP)含量,选取敏感光谱数据构建逐步多元回归(SMLR)、BP神经网络(BPNN)以及支持向量机(SVM)3种模型估测湿地水体TN、TP含量,并采用决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)进行检验,以期筛选出该区域适用性最好的水体TN、TP含量估测模型.结果表明:SVM模型可实现对精度要求不高的水体TN含量的估测,其模型的R2、RMSR和RE分别为0.9474、0.6028和0.4071;BPNN模型可以较理想的进行水体TP含量的估测,其模型的R2、RMSE和RE分别为0.9133,0.3900和0.3663;BPNN模型和SVM模型更有利于基于植物光谱信息估测水体TN、TP含量.这说明利用植物叶片光谱数据估测水体TN、TP含量具有一定的可行性,这不仅为通过高光谱遥感技术大面积、快速、稳定监测湿地水体健康状况提供了方法依据,也为及时采取湿地恢复、保护措施提供了保障.

摘要： 目的：建立近红外定量分析的全局不确定度评价策略.方法：通过采集不同隐丹参酮含量丹参提取物的近红外光谱信息,建立偏最小二乘(PLS)模型.通过精密度、真实性和稳健性试验,探讨NIR定量分析方法不确定度来源,完成中药NIR定量分析方法的全局不确定度研究.结果：所建立的NIR方法准确有效,在隐丹参酮含量浓度范围为2.05～9.35％时,不确定度在可接受限范围内.结论：对近红外分析方法进行全局不确定度评估可以有效保障方法的可靠性和准确性,有效降低分析方法在日常应用中的风险,为其他分析方法的评价提供借鉴.

摘要： 利用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)仪采集掺伪山茶籽油(0％～50％)在600～4000cm-波段的光谱信息,结合用主成分分析(PCA)、线性判别分析(LDA)和偏最小二乘分析(PLS)法分别对纯山茶籽油、掺入不同比例葵花籽油和玉米胚芽油的山茶籽油样品进行判别和定量预测分析.PCA及LDA显示纯山茶籽油可明显区分于掺伪油样,且对不同掺假比例的山茶籽油样品表现较好的分离趋势,交互验证判别正确率为100％.掺有不同比例葵花籽油和玉米胚芽油的山茶籽油混合样品PLS模型的相关系数R2、RMSEC、RMSECV及RMSEP分别为0.9975、1.17％、2.01％和1.18％,绝对误差小于0.027.因此,ATR-FTIR技术可作为掺伪山茶籽油样品快速检测的方法之一.

摘要： 在地形复杂的山区、丘陵等地的遥感影像中地物的光谱信息受地形因素的影响显著,地形校正能够去除由于地形因素引起的地表辐亮度差异,使得图像能够正确反映地物的光谱信息.选用经典地形校正模型,在飞来峡地区的高分辨率遥感图像上进行实验,并探讨这些模型的效果.目前大部分地形校正模型还是基于统计经验模型或者地表朗伯体假设模型，没有提出有效的几何物理模型，今后应当深入研究电磁波与地表作用机理，建立有效的地物二向反射模型，并将其应用于地形校正，从而得到精确、高效、普适性较强的地形校正模型。

摘要： 品种分类在许多领域都有应用,对生菜品种精细分类有利于顾客按需购物.为此研究一种生菜品种智能判断方法.在温室大棚内无土栽培三种品种(香港玻璃生菜、意大利耐抽苔生菜、奶油生菜)的生菜样本,在最后一个生育期,采集各类品种生菜样本,利用FieldSpec3型手持便携式光谱仪采集其各品种生菜叶片高光谱数据.利用移动平均平滑方法对光谱数据进行降噪处理,利用主成分分析方法进行特征波段提取.利用不同核函数的SVM,分别建立生菜品种水平判断模型,通过相同的测试样本进行分类,线性核函数的SVM分类正确率达到了83.33％,多项式核函数的正确率达到93.75％,径向基核函数的正确率也达到了83.33％,S形核函数的正确率为70.83％,所以,对本实验来说,多项式核函数是最优核函数,基于多项式核函数的SVM可以作为生菜品种判断的模型。

摘要： 本研究构建了电晕放电降解乙醇气体的装置，研究发现在400-600nm波长范围内,乙醇被激发后产生的发射光谱主要包含C2、CH、CN自由基的发射.从键能角度来看,乙醇中键解离能从低到高依次为C-C、C-O、C-H、O-H.从光谱数据来看,存在大量的C2自由基,这说明乙醇的解离过程并未完全按解离能从低到高进行,中C-O键的断裂占很大比例.因此有机物的放电解离过程具有不同于热解过程的特点.在电晕放电中，只考虑电子/分子相互作用的情况下，目标分子的解离是在高能电子和分子的强烈碰撞下发生的，其能量直接传递给碰撞原子，此时如果该原子周围某个键的解离能小于碰撞能量，就可能在该原子处发生解离。这种机制导致气体分子在放电区域的解离不是依键解离能由低到高的顺序进行，而是与碰撞发生的位置和解离能均有关系。反映在乙醇的光谱信息上，其表现为分子中的C-C,C-0键均发生了解离。

摘要： 为了更有效地提取有价值的焊接信息,建立了可实现对焊接电信号、高速摄像与光谱信息的同步采集的焊接多信息同步采集系统.并对给定触发脉冲下获得的焊接电信号、高速摄像照片和光谱信息进行比较分析,发现这三者在时间上具有很好的对应关系.即实现了焊接多信息的同步采集与分析,对进一步诊断其他焊接方法在各种状态对电弧的影响奠定了基础.

摘要： 太赫兹波是指频率在0.1～10THz的电磁辐射，它位于微波和红外波波段之间。本文改进了普通太赫兹时域光谱系统的光谱传递方式，使线偏振太赫兹波透过被测物，透射太赫兹波的光谱数据中包含了被测物体应力信息。本文通过对比被测物受力前后太赫兹波的透射谱，发现物体内部的应力对太赫兹波有调制作用。

摘要： 太赫兹波是指频率在0.1～10THz的电磁辐射，它位于微波和红外波波段之间。本文改进了普通太赫兹时域光谱系统的光谱传递方式，使线偏振太赫兹波透过被测物，透射太赫兹波的光谱数据中包含了被测物体应力信息。本文通过对比被测物受力前后太赫兹波的透射谱，发现物体内部的应力对太赫兹波有调制作用。

摘要： 本发明提供的一种高光谱图像特征提取方法，包括以下步骤：采样，获取像素点类别中心；度量空间像素点的相似性，为每个像素点找到最接近的样本中心点；构建像素点轨迹矩阵；构建样本中心轨迹矩阵；将样本中心轨迹矩阵进行分解，得到特征值和相应的特征向量；对特征值和对应的特征向量进行筛选；将筛选得到的特征值和特征向量进行重构，得到轨迹矩阵，构建转换矩阵；将转换矩阵乘以像素点轨迹矩阵，获得重构的轨迹矩阵；根据重构的轨迹矩阵的序列关系，得到新的高光谱图像。本发明提供的一种高光谱图像特征提取方法，结合空间信息对高光谱图像进行特征提取，使得新的图像特征在类别内差异小，在类别间差异大，有利于图像的分类，提高分类的精度。

摘要： 本发明公开了一种多光谱图像信息和光谱信息异构融合的煤矸识别方法，包括以下步骤：(1)煤和矸石多光谱数据的获取；(2)构造煤和矸石的多光谱数据库；(3)二维卷积神经网络图像信息的特征提取；(4)一维卷积神经网络光谱信息的特征提取；(5)图像特征和光谱特征的融合；(6)随机森林煤矸识别模型构建。本发明采用2D‑CNN和1D‑CNN分别提取图像特征和光谱特征，特征融合后进行煤和矸石多光谱的识别模型构建，提出一种可用于图像信息和光谱信息特征提取、融合的异构融合框架能够提取更多、更有效的特征信息，且可以有效避免过拟合等问题，非常适用于煤和矸石的实时、精准识别。

摘要： 本发明公开了一种多光谱光谱信息和1D‑CNN的煤矸识别方法，包括以下步骤：(1)煤和矸石多光谱光谱信息获取；(2)煤和矸石光谱信息的样本划分；(3)一维卷积神经网络光谱特征提取；(4)概率神经网络煤矸识别模型构建。本发明采用1D CNN‑PNN进行煤和矸石多光谱光谱信息的识别模型构建，提出一种新的一维卷积神经网络模型能够提取更多、更有效的特征信息，且可以有效避免过拟合等问题，非常适用于煤和矸石的实时、精准识别。

摘要： 本发明提供一种基于高光谱图像和光谱信息融合的小麦呕吐毒素污染水平快速检测方法，包括：样本制备、小麦中呕吐毒素含量高效液相色谱测定、获取小麦原始高光谱三维图像、提取感兴趣区域、高光谱三维图像预处理、提取特征波长以及构建小麦粉呕吐毒素判别模型，基于特征波长对应的平均光谱数据和特征参数对应的图像数据，以及光谱和图像特征融合后的数据，建立呕吐毒素判别模型，判断小麦中呕吐毒素是否超标。本发明将光谱特征波长与图像特征参数进行数据融合，利用冗余和互补的数据改善输出性能，基于融合特征建立小麦呕吐毒素污染程度判别模型，进而判断小麦中呕吐毒素是否超标，可提高判别模型准确性和鲁棒性。

摘要： 本发明提供了一种光谱信息获取方法及光谱探测装置。该光谱信息获取方法包括：采用光学系统接收从待检测对象发出的光，使其照射在阵列探测器上，并让所述阵列探测器对所述光生成光电响应；对所述光电响应进行数据处理，获得所述光的光谱信息，其中，所述阵列探测器的像元的光电响应受到调制，使得所述阵列探测器的不同的像元对于在所研究的光谱范围内的光具有不同的光电响应曲线。

摘要： 本发明提供了一种可以提高被调谐波长的变化范围的可调谐滤波器、光谱探测装置及光谱信息获取方法。本发明提供的可调谐滤波器，用于对分光后的入射光进行调谐，包括：壳体，具有容纳腔，两端设置有用于让所述入射光通过的透明部分；透明液体，填充在所述壳体内的容纳腔内，折射率大于1，用于调整对所述入射光的波长变化范围；以及旋转滤光片，设置在所述容纳腔内，通过转轴固定在所述壳体上并由其带动旋转的，用于对分光后的入射光进行调谐得到调谐光，其中，所述旋转滤光片的旋转角度范围为0～70°，波长调谐公式为m是干涉维次，n是滤光片间隔层的折射率，d是滤光片间隔层的物理厚度，n0是透明液体折射率，θ0是在透明液体中的入射角。

摘要： 本发明提供一种光谱信息采集设备及光谱信息采集系统，均包括：光学镜头，用于采集目标对象的光谱数据；光谱感知模块，安装在光学镜头上，与光学镜头配合使用，用于采集光学镜头采集的光谱数据的光谱信息；无线传输单元，用于与远程监控平台进行远程通信；控制单元，用于通过无线传输单元接收远程监控平台发来的光谱信息采集命令，并用于基于接收到的光谱信息采集命令控制光谱感知模块进行光谱信息采集与结束，还用于调用无线传输单元向远程监控平台传输光谱感知模块采集的光谱信息。本发明用于采集室外目标对象的光谱信息。

摘要： 本发明公开了一种多光谱图像信息和光谱信息异构融合的煤矸识别方法，包括以下步骤：(1)煤和矸石多光谱数据的获取；(2)构造煤和矸石的多光谱数据库；(3)二维卷积神经网络图像信息的特征提取；(4)一维卷积神经网络光谱信息的特征提取；(5)图像特征和光谱特征的融合；(6)随机森林煤矸识别模型构建。本发明采用2D‑CNN和1D‑CNN分别提取图像特征和光谱特征，特征融合后进行煤和矸石多光谱的识别模型构建，提出一种可用于图像信息和光谱信息特征提取、融合的异构融合框架能够提取更多、更有效的特征信息，且可以有效避免过拟合等问题，非常适用于煤和矸石的实时、精准识别。

摘要： 本发明涉及校准光谱信息/光谱学装置的领域，诸如校准由高分辨率电磁光谱、如激光诱导击穿光谱(LIBS)组成的光谱信息。本发明的目的是一种包括多个传感器的光谱学装置的校准方法和一种用于传递从第一光谱学装置和第二光谱学装置获得的光谱信息的方法。本发明的方法允许得到来自所述电磁光谱的准确限定的光谱线并且在两个不同位点获得电磁光谱，其中两个不同的光谱学装置和物理样本仍然提供在此类光谱学装置中的每一个中获得的电磁光谱之间的可靠比较。

摘要： 本发明提供一种基于扫描光栅微镜光谱仪的光谱信息重构方法、系统，该方法通过获取扫描光栅微镜光谱仪的待重构数据，根据扫描速度反馈信号、预设长度和预设时间间隔生成位置序列，根据光源特征峰波长值和各位置序列值生成各位置序列值对应的重构波长，基于各位置序列值对应的重构波长和光强信号生成扫描光栅微镜光谱仪的重构光谱信息，通过光谱信息重构方法，可以在基于扫描光栅微镜的微型近红外光谱仪系统设计中，通过对单管光电探测器光强信号和扫描光栅微镜的扫描速度反馈信号的结合，生成重构光谱信息，能够直接反映出用户需要的光谱信息，满足用户需求。