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空间外差光谱自适应基线校正研究

Study on Adaptive Baseline Correction of Spatial Heterodyne Spectroscopy

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摘要

空间外差光谱具有较高的信噪比与光谱分辨率, 在大气微量气体遥感领域得到重要应用, 实现基线的自适应校正是光谱预处理的重要环节。 基于光谱的特点, 分别采用阈值拟合法和改进的经验模态法对实测近红外水汽空间外差光谱进行基线校正。 结果表明, 两种方法均能实现光谱基线的自动扣除; 以光谱扭曲程度及光谱相似度对两种方法的校正效果进行定量评价, 阈值拟合法校正后的光谱扭曲程度及光谱相似度为0.761和0.955, 改进经验模态法的结果分别为0.717和0.954, 说明改进经验模态法略优。 在校正方法的耗时上, 改进经验模态法以其特有的算法优势仅需较少的迭代次数就能获得最终的基线光谱, 完成校正, 耗时不足阈值拟合法的十分之一, 效率更高。

Abstract

Spatial heterodyne spectroscopy has been used in atmospheric trace gases remote sensing field because of its high signal to noise ratio and spectral resolution, and the adaptive correction is a key link in spectrum pretreatment. Based on the spectral characteristics, two methods: the threshold fitting and improved empirical mode, were used separately to correct baseline in measured near infrared moisture spatial heterodyne spectrum. Results show: both the two methods can realize spectral baseline deduction automatically; in addition, the spectral distortion and similarity are 0.761 and 0.955, respectively, when using threshold fitting, and the spectral distortion and similarity are 0.717 and 0.954 (somewhat better), respectively, when using improved empirical mode. As far as the time-consuming is concerned, improved empirical mode using fewer iterations to attain the final baseline spectrum, which is no more than one-tenth of the threshold fitting.

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补充资料

中图分类号:O433.4

DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2017)09-2933-04

基金项目:国家自然科学基金项目(41561079, 41201342), 广西教育厅项目(KY2015YB108), 广西自动检测技术与仪器重点实验室基金项目(YQ15105, YQ16105, YQ15111), 桂林电子科技大学创新团队项目资助

收稿日期:2016-09-14

修改稿日期:2016-12-29

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作者单位    点击查看

王新强:桂林电子科技大学电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004广西高校光电信息处理重点实验室, 广西 桂林 541004
张丽娟:桂林电子科技大学电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004广西高校光电信息处理重点实验室, 广西 桂林 541004
熊 伟:中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
张文涛:桂林电子科技大学电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004广西高校光电信息处理重点实验室, 广西 桂林 541004
汪杰君:桂林电子科技大学电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004广西高校光电信息处理重点实验室, 广西 桂林 541004
叶 松:桂林电子科技大学电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004广西高校光电信息处理重点实验室, 广西 桂林 541004

联系人作者:王新强(xqwang2006@126.com)

备注:王新强, 1977年生, 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院高级实验师

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引用该论文

WANG Xin-qiang,ZHANG Li-juan,XIONG Wei,ZHANG Wen-tao,WANG Jie-jun,YE Song. Study on Adaptive Baseline Correction of Spatial Heterodyne Spectroscopy[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2017, 37(9): 2933-2936

王新强,张丽娟,熊 伟,张文涛,汪杰君,叶 松. 空间外差光谱自适应基线校正研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2017, 37(9): 2933-2936

被引情况

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