1 兰州理工大学 机电工程学院，甘肃兰州730000
2 兰州理工大学 有色金属先进加工与再利用国家重点实验室，甘肃兰州730000
3 大连理工大学 机械工程学院，辽宁大连116024
4 大连理工大学 宁波研究院，浙江宁波315016
磁性复合流体（Magnetic Compound Fluid，MCF）具有优异的抛光性能，然而MCF抛光液中的水分在抛光过程中流失，抛光性能随之降低，这将增加抛光成本并严重影响MCF抛光的工程应用。针对磁性复合流体抛光液在抛光过程中水分流失的问题，探究了抛光过程中MCF水分含量对MCF形貌特征、抛光区域温度、正压力与抛光质量的关系，构建MCF中水分对抛光质量的影响机理。首先，分析了抛光过程中不同水分占比抛光液对抛光性能的影响规律，采用工业相机观察MCF抛光液抛光前后的形貌特征。然后，通过总结抛光过程温升-磁流体状态-抛光作用力-抛光质量的内在联系，构建不同水分含量MCF的抛光机理。最后，通过向MCF抛光液中定量补充水分，有效地缓解了MCF抛光液抛光效果降低的问题。实验结果表明：（1）当MCF抛光液水分占比为45%时初始抛光效果较好，抛光10 min内工件的表面粗糙度由0.410 μm下降到0.007 μm；而使用已持续抛光50 min的MCF加工10 min后工件的表面粗糙度由0.576 μm下降到0.173 μm。MCF随着抛光时间的增加MCF抛光性能大幅下降；（2）随着抛光液中含水量的降低，抛光时磁性颗粒形成的链状结构恢复能力变差，进而影响其抛光性能；（3）在抛光过程中向MCF抛光液补充水分后，抛光结束时工件的表面粗糙度下降率由无添加时的69.97%提高至86.69%，材料去除率由0.95×108 μm3/min提升到1.45×108 μm3/min，抛光正压力由3.7 N提升到4.2 N。当抛光过程中补充水分，使MCF的水含量占比维持在45%左右时，可以保持其长效稳定的抛光能力，有效地延长MCF的使用寿命。
磁性复合流体 抛光温度 抛光性能 表面粗糙度 材料去除率 magnetic compound fluid polishing temperature polishing performance surface roughness material removal rate 光学 精密工程
2023, 31(24): 3559
1 中国科学院 空天信息创新研究院，数字地球重点实验室，北京00094
2 可持续发展大数据国际研究中心，北京100094
3 中国科学院 空天信息创新研究院，北京100094
4 中国科学院大学，北京10009
5 陆军勤务学院，重庆401311
青藏高原地表反射率在自然资源监测、生态环境保护和地球科学研究等方面有着重要应用。MOD09A1反射率数据由于云等因素的影响产生了大量异常像元，使得数据存在信息损失不完整的问题。考虑到邻近时序遥感影像具有高相关性，同类地物光谱具备高相似性，本文针对青藏高原地区提出了一种基于残缺多时相数据与地表覆盖分类信息的地表反射率深度学习重建方法。首先，以多时相MOD09A1反射率数据和MCD12Q1地表覆盖分类数据为基础，通过异常像元去除、有效图层提取、投影转换与拼接，得到目标区域基础反射率图像及辅助数据；其次，根据残差网络基本原理，构建了基于多时相数据与地表覆盖分类信息融合的深度学习网络模型；然后，利用MOD09A1数据完整区域裁剪的云掩膜样本、基于地表覆盖分类和K-means聚类算法生成的增广样本对模型进行训练；最后，将训练好的模型用于缺失数据区域地表反射率重建。通过两组对比试验表明，本文方法降低了对多时相辅助影像数据量和完整性的要求，在多时相数据残缺情况下，结合地表覆盖分类信息可实现对青藏高原大范围地表反射率的修复与重建。
地表反射率 青藏高原 深度学习 MODIS数据 缺失数据重建 surface reflectance Tibetan Plateau deep learning MODIS data reconstruction of missing data
1 生态环境部卫星环境应用中心国家环境保护卫星遥感重点实验室，北京 100094
2 中国科学院空天信息创新研究院航空遥感中心，北京 100094
3 中国科学院西安光学精密机械研究所光谱成像技术重点实验室，陕西 西安 710119
通过模拟高光谱遥感器通道中心波长漂移前后的典型植被红边区间反射率，定量分析通道中心波长漂移对红边光谱的影响。结果表明，通道中心波长漂移导致植被红边区间反射率曲线出现多处尖峰、抖动，使植被反射率曲线在本不具有特征吸收的区域变得不光滑，并与红边位置误差呈显著线性关系，决定系数R2达到0.99。10 nm分辨率的高光谱遥感器，存在1，3，5 nm的通道中心波长漂移量时，给植被红边区间反射率造成的最大误差分别为1.46%、4.49%和9.57%，所获取的植被红边将分别“蓝移”0.75，2.60，5.52 nm。通道中心波长漂移会导致红边伪漂移，或对植被受胁迫引发的红边漂移造成“掩盖”或“强化”效应，进而影响基于高光谱遥感数据的植被受胁迫状态等指标的监测精度。高光谱遥感器通道中心波长漂移是红边漂移不可忽视的来源，精确的光谱定标是植被红边光谱相关定量化应用的重要基础。
遥感 红边光谱 高光谱遥感器 中心波长漂移 辐射传输模型 光学学报
2021, 41(14): 1428003
山东省济南生态环境监测中心，山东 济南 250101
2017年11月1日~2018年5月15日在济南市泉城广场空气质量监测点位开展微脉冲激光雷达水平探测，实验期间能见度、常规污染物浓度以及PM2.5化学组分同步观测，定义能见度仪所在处为参考层处，采用Fernald方法计算水平气溶胶消光系数，进一步利用线性回归模型建立PM2.5浓度、消光系数、PM2.5化学组分之间的关系式，通过趋势比对、相关系数和标准化平均偏差研究该关系式的反演精度。结果显示：结合能见度仪反演消光系数更为准确；反演的消光系数与PM2.5质量浓度之间具有较好的正相关关系(相关系数R=0.75)，同时消光系数、PM2.5质量浓度均与PM2.5化学组分中的SO■■、NH■■ 、OC、NO■■、EC有较高的相关性，利用线性回归模型建立PM2.5浓度、消光系数、PM2.5化学组分之间的关系式，该定量关系式反演的PM2.5质量浓度与实际监测值在趋势上基本一致，二者相关性较好，相关系数为0.83。标准化平均偏差为18%，相对偏离程度较小。
微脉冲激光雷达 能见度 水平消光系数 化学组分 PM2.5质量浓度 MPL visibility Fernald Fernald horizontal extinction coefficient chemical composition PM2.5 mass concentration 红外与激光工程
2020, 49(S2): 20200367
1 江苏师范大学城建与环境学部，江苏 徐州 221116
2 中国科学院遥感与数字地球研究所，北京 100094
针对高光谱图像数据难以获取的情况，提出了一种基于PROSAIL辐射 传输模型的高光谱图像模拟方法。首先，对PROSAIL模型的输入参数进行了敏感性分析。以 此为基础，针对5个典型生化参数(叶片结构参数N、叶绿素含量Cab、叶片干物质含量Cm、类 胡萝卜素含量Car和叶面积指数LAI)，基于支持向量机构建了一种基于多光谱数据的参数计算模型。其 次，根据得到的典型生化参数图，通过利用PROSAIL模型逐像元计算获得了高光谱模拟图像。 对HJ1A环境卫星的CCD1多光谱图像数据进行了实验，实现了高光谱图像数据模拟。在将等效计算后的模拟结果 与HJ1A CCD1多光谱图像数据进行对比后发现，两幅图像对应波段的 平均结构相似度都超过了95%；除了蓝光波段之外，全图的相对误差均小于10%。结果表明，本文方 法可以很好地实现基于多光谱数据的高光谱图像模拟。
图像模拟 高光谱 植被 辐射传输模型 image simulation hyperspectral vegetation radiative transfer model PROSAIL PROSAIL
1 中国科学院遥感与数字地球研究所 数字地球重点实验室, 北京 100094
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于天宫一号高光谱成像仪2012年3月6日获取的可见近红外谱段数据, 分别进行了氧气吸收通道的同步和非同步替代光谱定标, 为了提高非同步替代光谱定标结果的可靠性, 利用与同步实验日期相近的另外两景图像进行了多次非同步替代光谱定标．结果表明: 基于三景图像的非同步替代光谱定标结果相近, 差异小于0.2nm, 标准差小于0.11; 同步和非同步两种替代光谱定标结果差异小于0.3nm; 以星上定标结果为基准, 两种替代光谱定标方法的误差分别为0.384nm和0.489nm, 二者差异较小．可见, 可采用非同步替代光谱定标方法对高光谱成像仪进行高频次的光谱定标．
高光谱成像仪 替代定标 光谱定标 精度对比 hyperspectral imager alternative calibration spectral calibration accuracy comparison
1 浙江农林大学, 浙江 临安 311300
2 中国科学院遥感与数字地球研究所, 北京 100094
对760nm附近的氧气吸收带, 选用植被、枯萎植被、人工地物、沙地和雪地五种典型地表类型, 基于模拟数据进行非同步替代光谱定标方法的误差分析, 比较不同地表类型得到的光谱定标准确度, 为高光谱成像仪的非同步替代光谱定标提供定标图像选择策略.结果表明: 运用两种光谱匹配方法——光谱角度匹配和欧氏距离法得到的定标误差基本一致；730-800 nm的地表反射率曲线标准差在0.05 nm以内时, 定标误差集中在±0.5 nm范围内；人工地物类型中个别地物如橄榄绿光泽涂料和植被大面积覆盖的图像数据不适合用于非同步替代光谱定标.
高光谱成像仪 光谱漂移 非同步替代光谱定标 地表下垫面 光谱匹配 定标准确度 Hyperspectral imager Spectral offset Non-synchronous alternative spectral calibration Spectral matching Underlying surface Calibration accuracy
中国海洋大学光学光电子实验室, 山东 青岛266100
腐殖酸(简称HA)广泛存在于海洋、 河流和土壤中, 腐殖酸的研究对于土壤和水系的环境监测具有重要意义。 采用银溶胶作为活性基底对腐殖酸的表面增强拉曼光谱(SERS)开展了实验研究, 研究了激光照射时间、 腐殖酸溶液浓度及pH值变化对腐殖酸溶液表面增强拉曼光谱的影响。 结果表明, 当激光照射20～30 min时腐殖酸SERS信号比较理想; 利用不同浓度腐殖酸溶液1 379 cm-1拉曼谱峰的强度进行定标分析, 腐殖酸SERS信号强度与浓度呈很好的线性关系, 线性相关系数Ｒ２＝0.993; pH值变化对腐殖酸溶液SERS光谱有较大影响, 在pH 7的时候信号最弱, 而在酸性和碱性环境中信号较强。 最后本文还利用表面增强拉曼光谱对自来水中的腐殖酸进行了探测, 初步证明了表面增强拉曼光谱应用于自然水体中腐殖酸检测的可行性。
腐殖酸 表面增强拉曼光谱 银溶胶 Humic acid (HA ) Surface-enhanced Raman spectroscopy Silver colloids 光谱学与光谱分析
2013, 33(5): 1249
1 中国海洋大学光学光电子实验室, 山东 青岛 266100
2 中国科学院海洋研究所, 中国科学院海洋地质与环境重点实验室, 山东 青岛 266071
在常温常压下, 由于甲烷(CH4)在水中的溶解度很低, 使用常规拉曼光谱技术很难获得水中溶解的低浓度甲烷的拉曼信号。 为解决上述问题, 提出了一种四氯化碳(CCl4)萃取辅助的探测新方法。 利用萃取作用, 把溶解在水中的微量甲烷富集到四氯化碳溶液中, 通过对其中溶解的CH4拉曼信号的探测以检验水中微量CH4的存在, 以此提高实验室条件下水中溶解甲烷的探测灵敏度。 在实验室条件(25 ℃, 1 atm)下, 分别对CH4的饱和水溶液(浓度约为1.14 mmol·L-1)、 CCl4萃取液以及CH4的饱和CCl4溶液进行了光谱探测分析。 结果表明, 对CH4的饱和水溶液直接探测, 未能获得CH4的拉曼信号; 通过萃取辅助, 成功地在CCl4萃取液中检测到CH4的拉曼信号, 其强度与CH4的饱和CCl4溶液的信号强度相近, 实现了在实验室条件下对水中溶存甲烷气体的探测。
四氯化碳 甲烷 拉曼光谱 萃取作用 Carbon tetrachloride(CCl4) Methane(CCl4) Raman spectroscopy Extraction 光谱学与光谱分析
2012, 32(9): 2442
1 贵州省大环化学及超分子化学重点实验室, 贵州 贵阳550025
2 佐贺大学理工学部应用化学系, 日本 佐贺840-8502
利用硫杂杯<参考文献原文>芳烃衍生物与罗丹明乙二胺发生酰化反应, 合成了2个具有双罗丹明基团的1,3-硫杂杯<参考文献原文>罗丹明乙二胺酰胺衍生物。 在实验条件下, 衍生物与Fe3+均能形成1∶1配合物, 配合物的形成诱导了衍生物分子中罗丹明基螺环开环, 而表现出良好的荧光和比色探针性能。 1,3-硫杂杯<参考文献原文>罗丹明酰胺-2,4-酯对Fe3+的选择性高于1,3-硫杂杯<参考文献原文>罗丹明酰胺-2,4-酸。 光谱法考察了探针对Fe3+响应的分析特征, 测定了合成样品。
3-硫杂杯<参考文献原文>罗丹明乙二胺酰胺衍生物 荧光及比色探针Fe3+ 1 1 3-thiacalix<参考文献原文>rhodamine ethylenediamine Fluorescence and colorimetric probes Fe3+ 光谱学与光谱分析
2011, 31(8): 2156
