新疆师范大学地理科学与旅游学院, 新疆 乌鲁木齐 830054 新疆维吾尔自治区重点实验室, “新疆干旱区湖泊环境与资源实验室”, 新疆 乌鲁木齐 830054
为了探究新冠疫情防控措施对乌鲁木齐市NO2污染的影响, 更有效的推动大气污染治理, 基于OMI(Ozone Monitoring Instrument)卫星遥感高光谱技术与地面监测资料相互结合, 估算了NO2干沉降通量, 并利用聚类分析与PSCF(潜在源贡献因子)潜在源方法, 对2019年—2021年疫情防控期间乌鲁木齐市NO2扩散轨迹与潜在源进行研究。 利用夜间灯光数据, 百度地图热力图工具, 高德地图POI(Point of Interface)功能区情况, 进一步分析讨论了乌鲁木齐市NO2污染来源。 研究表明: (1)乌鲁木齐市NO2浓度整体表现为: 新市区>沙依巴克区>天山区>水磨沟区>米东区, 2020年(疫情爆发期)与2019年(疫情爆发前期)同期对比发现, 各城区NO2浓度下降明显, 其中沙依巴克区减少幅度最大, 为47.63%, 2021年(后疫情时代)与2020年(疫情爆发期)同期对比发现, 各城区NO2浓度逐渐回升, 其中沙依巴克区增长幅度最大, 为60.09%。 城市热力情况表现为: 天山区>沙依巴克区>水磨沟区>新市区>米东区。 城市热力情况与NO2浓度变化情况大致相同, 米东区城市人口集聚度最低, 故城市热力值与NO2浓度均最低。 (2)长支流为远距离西北方向输送, 距离最远来自于哈萨克斯坦, 气流占比最大, 达80.32%。 短支流主要来自于乌鲁木齐市周边, 气流占比为19.69%, NO2为短寿命气体, 故气流短距离输送对乌鲁木齐NO2影响较大。 各类气流所经过的潜在源区的概率等在空间分布较为一致。 PSCF分析法模拟的潜在源贡献具有较大的可信度。 (3)将大气系统作为一个灰色系统进行分析, 按灰色关联度大小划分为: 标准煤消耗量＞第二产业＞工业总产值＞工业用电量＞人口密度＞汽车拥有量＞第三产业＞第一产业。 在静稳天气条件下基于OMI卫星遥感资料估算乌鲁木齐市各区干沉降通量结果, 该方法可以弥补地面监测的不足, 为干沉降通量的估算提供证据。
高光谱遥感 干沉降通量 乌鲁木齐 Hyperspectral remote sensing Dry deposition flux Urumchi PSCF PSCF OMI OMI 光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1981
1 北京航空航天大学精密光机电一体化技术教育部重点实验室， 北京100191
2 航天科工第四研究院指挥自动化技术研发与应用中心， 北京100854
针对仅利用光谱信息进行分类未充分利用高光谱数据图谱合一特性的问题， 提出了基于马尔可夫随机场的改进分类模型， 利用基于最大后验概率的马尔科夫随机场模型进行光谱与空间信息的融合应用， 采用基于光谱信息的概率支持向量机方法提高马尔科夫随机场模型中光谱能量函数项的类条件概率估计精度， 设计基于信息传播策略、 信息更新策略、 多尺度传播策略的多重加速策略的高效置信传播优化算法， 解决了马尔科夫随机场模型中全局能量最小化优化过程中计算复杂度高、 计算耗时等问题。 利用航空可见-近红外成像光谱仪AVIRIS对美国印第安纳州西北部的农业示范区数据进行应用分析， 并与迭代条件模型、 模拟退火、 置信传播等方法进行性能比较， 试验结果表明： 该方法能够达到总体分类精度95.78%、 Kappa系数0.933 4， 优于现有马尔科夫随机场分类算法， 并且计算效率比置信传播优化算法提高了3倍以上。
高光谱遥感 分类 马尔可夫随机场 概率支持向量机 高效置信传播 Hyperspectral remote sensing Classification Markov random field Probabilistic support vector machine Efficient belief propagation
1 上海无线电设备研究所， 上海200090
2 上海市航空航天器电磁环境效应重点实验室， 上海200090
3 同济大学 物理科学与工程学院， 上海200092
从理论和实验上研究了镂有三角晶格小孔阵列的金属薄板表面波禁带行为，通过改变小孔直径以及其他几何参数，发现三角晶格是表面波完全极化禁带产生的原因。利用该表面波完全禁带实现了点源的定向辐射。通过测量放在该平板表面的偶极子天线辐射源的远场方向图，观测到在表面波完全禁带里面，远场方向图的E面和H面半高宽分别只有5.6°和6.2°。
特异材料 表面波完全极化禁带 定向辐射 metamaterials surface resonance bandgap directive emission
从理论和实验上研究了一种具有C3对称性的平面特异材料中的类Fano谐振模式。该平面特异材料由互补劈裂开口环谐振器(CSRRs)周期排列而成, 每个原胞包含3个缝隙, 具有三度旋转对称性。当水平偏振的电磁波入射到该结构时, 具有高品质因子的类Fano谐振模式可以被激励, 透过率频谱上表现为尖锐的谐振峰。该类Fano谐振由单元内3个CSRR局域模式的平面内耦合形成的对称态和反对称态耦合产生, 在传感器、滤波器方面有广阔的应用前景。
类Fano谐振 特异材料 高品质因子 Fano-like resonance metamaterials high quality factor
北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
针对长时间工作或环境剧烈变化时红外焦平面阵列(IRFPA)器件易产生条纹状非均匀性的问题, 研究了在不遮挡成像视场条件下它的动态非均匀性校正(NUC)及其硬件实现技术。介绍了基于场景的改进恒定统计NUC(ICS-NUC)方法, 即通过纵向通道间的统计量均衡策略实现对条纹非均匀性的抑制, 并引入遗忘因子通过帧间迭代实现非均匀性的动态校正。描述了基于非制冷IRFPA组件在BF561 DSP平台的ICS-NUC处理流程, 并实现了ICS-NUC的均值法(ICSA)和中值法(ICSM), 从而有效地动态校正条纹非均匀性, 提高红外图像质量。实验表明, 经过ICS-NUC处理, 减弱了红外图像的条纹噪声, 使用ICSA和ICSM法使IRFPA组件的非均匀性从3.43%分别降低至1.82%和0.91%, 连续运行4 h后仍可使组件非均匀性从漂移后的5.05%降至0.92%。提出的方法为后续高性能热成像系统的研究和应用奠定了技术基础。
红外焦平面阵列 非均匀性校正 改进的恒定统计算法 数字信号处理 Infrared Focal Plane Array (IRFPA) Nonuniformity Correction (NUC) Improved Constant Statistics (ICS) Digital Signal Processor (DSP) 光学 精密工程
2011, 19(12): 2985
1 北京理工大学光电成像与信息工程研究所, 北京 100081
2 北京特种车辆研究所， 北京 100072
基于场景的非均匀校正算法(scene based nonuniformity correction,SBNUC)是非均匀校正技术今后的重点发展方向，介绍了近年来基于恒定统计约束的SBNUC、神经网络的SBNUC和运动估计的SBNUC算法的研究进展。研究了SBNUC算法在实际焦平面探测器组件上的实现方法，该方法仅依赖拍摄序列的信息对焦平面探测器的增益和偏置参数进行组间更新或帧间更新，可有效补偿温漂。研制了一种具有自适应非均匀校正功能的非制冷焦平面探测器组件，红外视频经该组件处理后，图像质量有所提高。该组件可明显提高热成像系统的成像性能，并能动态地保证热成像系统随场景变化的稳定性。
红外焦平面阵列 固定模式噪声 非均匀校正 IRFPA fixed pattern noise non-uniformity correction
