冰晶是云滴谱的重要组成部分，其对全球辐射收支平衡、全球气候变化、水文循环、人工影响天气作业等具有重要的影响。目前2~100 μm的冰晶与液滴混合相态难以区分，且存在难以提供冰晶微物理参数的瓶颈问题。针对这两个问题，本文基于数字全息理论，利用全域数字图像融合方法、局部亮度梯度方差法和旋转卡壳法，结合固液相粒子圆度概念，实现了云中液滴和冰晶的混合相态识别，在特定圆度阈值下，液滴和冰晶的识别率大于93%；再结合光学图像识别技术，获得冰晶粒子的面积、周长、凸包和最小外接矩形数据；最终利用上述数据获得了冰晶微物理参数。通过在低温云室中的观测实验，获取了板状、枝状和六角冰晶的微物理参数，该方法解决了冰晶观测中的瓶颈问题。此外，通过冰晶采样间隔时间和不同时刻的质心三维坐标和等效直径，还可获得冰晶粒子的三维运动速度与轨迹。该方法对提升数值天气预报精确度，以及人工影响天气作业具有重大意义。

随着机载显示系统复杂度的提升,越来越多地采用图形处理器来生成显示画面,但由于图形处理器的高复杂性,也给适航审定带来挑战。首先,分析了图形处理器在机载显示领域的使用场景以及带来的风险,研究了当前适航需求; 然后,从使用FPGA和使用COTS器件两条技术路线给出了图形处理器适航应用中关注问题的解决方法,并对两个技术路线进行总结。研究成果有助于解决图形处理器在民机显示领域应用的适航难题,为现有显示设备制造商图形处理硬件设计方法提供参考。

烃源岩的可溶烃含量(S1)、 热解烃含量(S2)和总有机碳含量(TOC)是进行烃源岩研究和评价的重要指标, 以往主要通过实验室分析方法获得, 时效性得不到保证。 为了探讨野外快速测量这些指标的可行性, 采集了乌兹别克斯坦克孜勒库姆地块10件烃源岩样品, 运用地面ASD光谱仪和碳硫分析仪, 分别测定了样品的可见光-近红外-短波红外(Vis-NIR-SWIR)反射光谱和S1, S2和TOC含量参数。 运用光谱拟合微分, 获得了上述样品反射光谱的一阶导数、 二价导数等微分数据; 并运用线性回归方程拟合和拟合结果统计分析, 研究了这些数据同S1, S2和TOC含量之间的相关性。 结果表明: 烃源岩S1含量与原始光谱、 光谱一阶导数、 二阶导数分别有1 973, 511和239个波段相关, 相关系数绝对值最大值分别为0.612, 0.823和0.889, 相关性程度分别为弱、 较强、 极强; 烃源岩S2含量与原始光谱、 光谱一阶导数、 二阶导数分别有2, 144和205个波段相关, 相关系数绝对值最大值分别为0.561, 0.867和0.926, 相关性程度分别为弱、 较强、 极强; 烃源岩TOC含量与原始光谱无相关性, 与光谱一阶导数、 二阶导数分别有18、 180个波段相关, 相关系数绝对值最大值分别为0.882和0.879, 相关性都极强。 此外, S1含量与光谱二阶导数的2 012 nm波段拟合优度最高, 达0.790; S2含量与光谱二阶导数的363 nm波段拟合优度最高, 达0.858; TOC含量与光谱一阶导数的2 480 nm波段拟合优度最高, 达0.777。 结果说明, 利用可见光-近红外-短波红外反射光谱反演烃源岩S1, S2和TOC含量具有比较好的效果。 为研究野外烃源岩的原位检测奠定了重要的基础。

平视视景系统(HVS)融合了增强视景系统(EVS)和合成视景系统(SVS), 在飞机近陆运行阶段, 为飞行员提供实时外景信息, 提高飞行安全。提出了一种用于HVS的图像融合方法: 首先将源图像进行拉普拉斯金字塔变换, 然后对高频层采用绝对值取大的方法进行融合, 低频层采用区域能量与改进的区域平均梯度相结合的方法进行融合, 最后进行拉普拉斯反变换得到最终融合图像。实验表明该方法用于EVS与SVS图像的融合时具有良好的融合效果。

近期, 《Nature》、 《Science》等世界顶级期刊揭示了地表岩石与全球氮循环的相互作用, 认为岩石是氮素的重要储库, 其风化排氮是生态系统氮素的主要来源之一, 对局部乃至全球氮循环具有重大影响。 陆地地表岩石分布面积75%是沉积岩, 丹霞地貌是受沉积岩风化侵蚀作用形成的重要地貌类型之一, 研究丹霞地貌沉积岩的风化与排氮作用对深入了解全球氮循环过程具有重要意义。 以江西龙虎山丹霞地貌出露的红色砂岩为研究对象, 在系统的野外样品采集工作基础上, 利用偏光显微镜、 ASD光谱仪和碳氮分析仪对样品的矿物组成、 光谱曲线和氮素含量进行鉴定和测量。 结果表明: 龙虎山砂岩主要为长石砂岩, 颗粒矿物为长石和石英, 胶结物以铁质、 钙质为主, 次为泥质; 砂岩的化学风化类型主要有胶结物溶蚀和颗粒矿物水化两种, 其中胶结物溶蚀以铁质溶蚀为主, 溶蚀后岩石的光谱曲线在902 nm处(Fe3+的特征吸收波段)的吸收指数下降, 而颗粒矿物水化则主要体现为长石向粘土矿物转变, 水化后岩石的光谱曲线在2 210 nm处(粘土Al—OH的特征吸收波段)的吸收指数上升。 针对同一件样品, 已被化学风化的部分与未被风化的部分相比, 其氮元素含量有所下降, 且氮元素含量与2 210 nm处的吸收指数存在一定的负相关系(R2=0.802 6), 说明岩石风化有助于氮排放; 针对不同样品, 氮元素含量与2 210 nm处的吸收指数相关性很差(R2=0.025 6), 说明岩石矿物组成与结构差异对岩石初始氮含量和吸收指数产生影响, 从而降低两者间的相关性。 以上研究说明, 反射光谱为砂岩风化程度检测与氮排放研究提供了一种重要的技术手段, 但研究时必须注意岩性的一致性。

蚀变信息提取是高光谱遥感地质应用的重要内容。 基于特殊吸收峰的蚀变矿物提取是蚀变信息提取的重要手段。 由于大气的吸收和散射作用, 为了获得更为真实的地物反射光谱, 必须进行大气校正。 目前, 国内外针对大气校正的对比研究主要集中在大气校正前后图像的质量改善、 地物分类效果的提升以及校正图像像元光谱与实际地物光谱的相关关系等方面, 而对不同校正方法获得的像元光谱与实际光谱吸收峰位的对应情况则很少讨论, 这对于依赖吸收峰特征进行蚀变矿物提取的地质遥感极为不利。 利用CASI-SASI航空高光谱成像系统, 采集了甘肃龙首山地区的航空高光谱遥感数据, 并运用ASD光谱仪, 对该地区实际地物光谱进行了测量。 以此为基础, 开展了FLAASH、 快速大气校正（QUAC）、 经验线（EMPL）等方法大气校正结果的对比研究。 通过对比分析, 发现FLAASH, QUAC和EMPL均能在一定程度上消除大气的影响, 改善航空高光谱遥感的图像质量, 但EMPL方法得到的反射率与实际反射率相关性最好。 此外, 运用人工目视方法开展了实际地物反射光谱的吸收峰位与不同校正方法得到的对应像元反射光谱的吸收峰位的对比研究, 发现不同校正方法得到的像元光谱的吸收峰位与实际峰位均存在不同程度的差异, 虽然EMPL对吸收峰位的保留效果最好, 但依然有“漏峰”的现象。 据此, 提出运用多种大气校正方法开展综合研究, 以提高不同类型的蚀变带定位准确度。

为了研究离焦量对激光填丝焊熔滴过渡及相关特征的影响,获得稳定过渡模式,借助高速摄像系统观察了不同离焦量下的熔滴过渡行为,并将其分为液桥过渡、混合过渡和滴状过渡3种类型进行了分析。结果表明,离焦量为-1mm和+3mm时的液桥过渡模式可以保证焊接过程的稳定性,获得的焊缝质量良好,焊缝截面无气孔等缺陷；而离焦量为+5mm时的过渡模式为滴状过渡,此时焊接稳定性最差,焊接过程中匙孔会完全闭合,焊缝表面成形不规则,焊缝截面底部出现大的气孔。该研究结果对实际生产有指导作用。

由于样本空间的多样性，势函数模型难以计算，因此无法得到马尔可夫随机场模型的参数估计。针对该问题，提出基于麦克劳林级数的马尔可夫随机场参数估计算法。通过二阶麦克劳林级数的展开式得到了势函数的近似值和似然函数的表示式，推导出极大似然估计对应的非线性方程组，通过牛顿迭代法得到方程组的解即是马尔可夫随机场的极大似然估计。提出了一种改进的Gibbs采样方法，加快了模拟退火的速度。实验分别从视觉效果、峰值信噪比和稳态迭代次数三方面验证了算法的有效性。