本研究从镉污染水稻根际土壤中分离、纯化出一株耐镉菌134, 并对该菌株的生理生态特征、16S rDNA等进行了系列分析, 结果表明该菌株为气单胞菌(Aeromonas sp.), 革兰氏阴性, 对镉离子的耐受质量浓度为75 mg/L。选取水稻根系的常见分泌物氨基酸和糖类作为外源趋化剂考察气单胞菌134对各组分的趋化性, 结果表明, 菌株134对组氨酸、丙氨酸、亮氨酸、葡萄糖及果糖均具有较强的正趋化性。类毛细血管定量试验进一步表明, 菌株134对不同浓度趋化剂的响应不同, 在亮氨酸80 μmol/L、组氨酸40 μmol/L、丙氨酸60 μmol/L、葡萄糖60 μmol/L及果糖100 μmol/L时, 菌株134的趋化性最强。综合考虑滴定分析试验和类毛细血管试验结果, 本文设计了水培试验来研究外源添加适宜浓度的组氨酸、亮氨酸、葡萄糖及D-果糖对菌株134在水稻根际定殖的影响。试验结果表明, 这4种外源趋化剂均能促进菌株134在水稻根际的定殖, 尤其是葡萄糖和D-果糖的处理, 其根际定殖细菌数量与对照相比差异极显著(P<0.01), 分别为对照组的3.48和3.87倍。

为了实现像移测量装置的高速、高精度和小型化,提出一种改进的联合变换相关方法。该方法使用两幅待检测图像强度叠加的方式构造相关输入图像,利用卫星推扫运动所产生的系统像移实现自相关峰和互相关峰在空间上的分离。用于相关运算的图像被缩小到与待检测图像尺寸相当,大幅度降低了测量过程的计算量,从而有利于高速数字联合变换相关器的实现。仿真和实验测试结果表明:所提方法保持了传统联合变换相关像移测量方法的高精度、抗噪声能力强和对图像纹理不敏感的特点,并具有实现高速像移测量的潜力。

针对多曝光的拉普拉斯金字塔融合算法存在部分过曝光以及暗部细节丢失问题, 用相位一致性滤波函数替换原算法融合系数中的对比度函数, 改进算法在提取边缘时可以忽略光照和对比度变化对图像的影响, 使得融合结果更自然, 细节更丰富.通过多组序列图像验证了算法的优点, 并与原算法进行比较.结果表明, 主观评价方面, 该改进算法的融合结果自然, 在强光背景下能较好地保留暗部细节, 减少光源处的光晕; 客观评价方面, 该算法融合的高动态范围图像的方差和直方图结果明显优于原算法, 所保留的信息多于原算法.

根据空间探测相机在轨工作状态及成像特点,结合调制传递函数(MTF)常用测试方法,利用月球边缘刃边法,对其进行了在轨MTF检测。该方法将月球边缘与深空背景形成的高对比度线状边缘图像作为测试目标,使用仿真手段分析每个环节多种处理方法的计算精度及运行速度,形成了优化的月球边缘刃边法在轨MTF检测流程,其中在边缘扩展函数(ESF)处理环节,使用修正的Savitsky-Golay滤波器组合双高斯拟合法,得到了准确的ESF,同时有效抑制了噪声。仿真和实验结果表明,该方法对信噪比高于30 dB图像的测试精度达到0.02,能实现相机焦面位置和MTF的准确标定。

在位相差异技术原理的基础上, 利用现有平台, 通过室内实验以及室外推扫成像试验, 检验了位相差异技术波前反演的效果.试验表明: 以干涉仪实测波前与反演波前的残差均方根误差作为评价标准, 基于位相差异技术的波前反演精度可达1/40λ(λ=632.8 nm); 同时, 利用反演波前进行的图像复原滤波能够大幅改善推扫退化图像的品质, 复原后图像信噪比的提升量优于40%, 奈奎斯特频率处调制传递函数的提升量超过80%.间接地证明了位相差异波前反演技术的实际效能, 为位相差异波前反演技术的空间应用奠定了基础.

多光谱遥感可以同时获取地面景物的几何信息和光谱信息, 在光学遥感领域具有广泛的应用前景, 但多光谱相机的蓝色谱段更易出现带外响应.本文通过建立多光谱遥感相机光谱响应的数学模型, 分析了蓝色谱段易于出现带外响应的原因, 并根据多光谱遥感相机采用的时间延时积分电荷耦合器件的各谱段光谱响应之间的关系, 基于各谱段间的光谱响应关联, 提出了蓝色谱段带外响应的修正方法, 通过对各种典型地物的统计得到了去除带外响应的修正公式, 对典型地物进行修正后的残差可以小于4%, 能够满足多光谱遥感相机的应用需求.带外响应的修正结果表明: 基于多光谱相机谱段间的光谱关联修正方法对不同地物具有较好的适应性, 可以有效地修正蓝光谱段的带外响应.

设计了谱段位于450-900 nm, 焦距f=6 000 mm, F数为10的大F数、矩形视场、长焦距的折轴三反光学系统.光学系统视场角为1.6°, 光学系统的畸变优于0.5%, 中心面遮拦为6%时, Nyquist频率(25 lp/mm)处各谱段调制传递函数优于0.65, 整个光学系统成像质量达到衍射极限.同时根据所采用的多光谱时间延迟积分CCD分析了相机各谱段的静态调制传递函数, 可以满足多光谱遥感相机的设计使用要求.

空间推扫式时间延迟积分电荷耦合器件(TDI-CCD)相机在曝光时间内，容易因为相机焦平面与观测目标的偏移而造成图像模糊。为了获得高质量的图像数据,需要对成像系统进行稳像,而稳像的关键技术在于抑制成像平台的震动以及实时地、高精度地获取载体的运动轨迹。高速而精确地获取成像过程中载体平台的运动矢量,已经成为高分辨率成像的重点发展方向。通常获取运动矢量的方法速度较慢,无法满足实时地、准确地获取目标运动轨迹的需求，在联合变换光学相关器的图像位移矢量探测技术研究的基础之上，设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的联合变换相关器系统，代替基于傅里叶光学变换的联合变换相关器系统，计算精度达到了0.1 pixel。

为指导遥感相机主次镜支撑桁架的设计，以满足整系统调制传递函数(MTF)为目标，分析系统各环节MTF对整机的影响，确定以光学衍射限传递函数为约束设计系统主体支撑结构。由在轨产品的实测MTF及装调、电子学的传递函数因子推出杆支撑条件下的光学衍射限传递函数最小值，指出光学软件不能全面评价遮拦对光学衍射限传递函数的影响，确定以光瞳函数计算不同遮拦时光学系统衍射限传递函数，得出三杆时杆直径最大为38 mm，四杆时杆直径最大为26 mm的遮拦分布。通过有限元计算两种结构布局下杆不同壁厚的系统静载变形及模态频率，认为直径26 mm、壁厚4 mm的四杆结构，支撑结构质量从现有40 kg减至4 kg，静载变形水平放置25 μm、竖直放置0.85 μm，系统基频98.9 Hz，一阶扭转频率183 Hz，满足卫星载荷设计要求。