针对高光谱图像像元中端元物质非线性混合的特点, 借鉴生物群智能现象, 提出一种基于双鸟群优化的高光谱图像非线性解混算法。为进一步提高非线性解混算法的精度, 通过模拟鸟群中觅食、警惕以及飞行等行为得到非线性问题的最优解。算法通过双鸟群的迭代优化来交替更新目标函数中的最优解以及非线性模型参数, 最终得到高光谱图像端元丰度的最佳估计。仿真实验和光谱数据实验结果表明: 双鸟群优化算法迭代收敛, 能克服局部最小值问题; 相比于同类算法, 该算法解混结果的丰度重建误差、平均光谱角距离和像元重建误差3项指标均较小, 该算法解混精度高, 像元重构效果好, 能有效提高高光谱图像非线性解混的精度。

基于热传导理论, 构建了相对运动情况下脉冲激光辐照HgCdTe探测器的理论模型, 利用有限元法分析比较了不同重频、不同移动速度下探测器的热效应.结果表明, 在相对静止情况下, 重频脉冲激光辐照HgCdTe探测器时, 激光能量主要被HgCdTe光敏层吸收, 温度场高温区主要分布在HgCdTe层与CdZnTe层交界面附近; 重频为1 kHz、10 kHz时几乎没有温度累积效应, 当重频为100 kHz时, 随着脉冲数的增多, 峰值温度不断增加, 有明显的温度累积效应.在相对运动情况下, 随着激光光斑的移动, 温度峰值所在的位置逐渐向速度矢量方向偏移.从损伤的角度考虑, 当每个温度峰值都大于HgCdTe熔融温度时便能达到损伤的空间区域累积效应, 实现对多个探测像元的损伤.定性分析了汇聚到探测器焦平面单脉冲激光光斑在不同移动速度下的热效应, 结果表明移动速度越快, 脉冲结束时刻峰值温度越低, 温升曲线的斜率越小, 上升越慢.

卫星的温度变化直接影响着电子器件的工作性能, 为了研究辐冷板的温升效应对电子器件温度的影响, 通过分析辐冷板的散热机理和辐冷板工作特性, 采用有限元分析软件, 对简化后的辐冷板模型进行了激光辐照热效应计算分析。以脉冲激光作为辐射源, 对辐冷板进行照射, 通过对其表面温度场进行数值模拟, 得到了在脉冲激光照射下的瞬态温度场分布, 并对模拟结果进行了分析和研究。发现电子器件在没有散热的情况下温度将升高64.5 K, 在最大工作状态时激光的照射将严重影响热管的工作性能, 而且热管的非正常工作将使电子器件温度升高, 影响电子器件正常运行, 为星上温度影响电子器件性能实验奠定了理论基础。

基于麦克斯韦方程组及热力学理论, 分析了脉冲强激光在不同入射角、不同偏振态下辐照10.6 μm窄带滤光片的热力效应, 研究了不同入射角及偏振态下的温度场、应力场, 计算了激光辐照下热力效应给窄带滤光片带来的通带漂移效应, 比较讨论了不同入射角下的损伤阈值.结果表明: 随着入射角度的增大, 温升峰值的幅值与位置都有了较大的变化; P偏振光与S偏振光辐照引起的温升峰值都随着入射角度的增大逐渐下降; 温升峰值的位置随着入射角的增大逐渐靠近滤光片与空气的界面; P偏振光与S偏振光引起的热力效应差异性越来越明显.在激光能量相同的情况下对比了不同激光入射角下的通带漂移特性, 小角度入射时滤光片中心波长偏移超过200 nm, 10.6 μm处透射率下降到6%以下.随着入射角的增大, 滤光片熔融损伤阈值越来越大, 而且在小角度入射时, P偏振光与S偏振光熔融损伤的阈值差别很小; 当入射角大于30°时, P偏振光与S偏振光的熔融损伤阈值差别越来越大.以较小的功率实现激光对窄带滤光片的损伤需要考虑激光的入射角及偏振态.

为了降低传统高分辨率海面遥感图像舰船目标检测方法的计算复杂度, 提高检测速度, 在舰船目标检测中引入了基于直方图对比度的视觉显著模型和空间降维算法, 提出一种新的高分辨率海面遥感图像舰船目标快速检测算法。首先对高分辨率遥感图像进行空间降维, 然后计算降维图的视觉显著图, 突出感兴趣目标区域, 最后利用最大类间方差法分割视觉显著图以获取舰船目标候选区域。结果表明, 目标检测所消耗的时间减小为原来的10%~12%, 弱化了复杂海面纹理背景对目标检测的影响。该研究提高了高分辨率遥感图像舰船目标的检测效率。

为了研究脉宽及重频对HgCdTe探测器损伤阈值影响,采用有限元法对HgCdTe红外探测器进行2维建模,以及激光辐照探测器温度场的仿真,得到了波段内外脉宽从10ns~1000ns的单脉冲激光损伤阈值。由于采用实验测定所有脉宽激光损伤阈值的办法不现实,故通过仿真计算,给出了从ns~μs量级不同激光脉宽的单脉冲探测器损伤阈值公式。结果表明,波段外单脉冲损伤阈值为9MW/cm2~0.9MW/cm2,波段内为150MW/cm2~15MW/cm2,并且探测器单脉冲损伤阈值与激光脉冲宽度呈负指数关系; 当采用重频激光辐照探测器时,在相同的重复频率下,因长脉冲激光比窄脉冲宽激的脉冲间隔小,故长脉冲激光辐照时更容易出现温度积累效应,从而出现大面积损伤。这为进一步研究探测器的热应力场热弹性波和激光防护等提供了重要的理论分析依据。

针对高光谱遥感空域信息利用率低给侦查带来的问题, 提出了一种基于谱域-空域联合特征的异常检测算法。首先, 利用光谱梯度角余弦值给邻域像元赋予权值, 通过对邻域像元加权求和的方式得到空域特征; 将空域特征与谱域特征进行加权拟合得到谱域-空域联合特征; 然后, 将由谱域-空域联合特征所组成的高光谱影像进行主成分分析以提取主要成分进行异常检测。通过对比异常检测效果二值图和ROC曲线, 说明算法具有优越性, 能够提高检测效果。