植被遥感监测已广泛应用于各个领域, 如农作物病虫害监测、 森林覆盖度监测、 植被生长状况监测等。 监测植物叶绿素含量变化对于了解植物长势、 监测植被病虫害乃至监测植被对全球气候变化反馈都有着重要的意义, 然而这些监测时常受到叶片镜面反射的干扰, 导致叶绿素含量反演精度降低。 旨在消除植物健康状况遥感监测中的镜面反射干扰, 搭建一套偏振多光谱成像系统, 提出一种镜面去除指数(SRRI), 并提出一种利用目标的漫反射和镜面反射的光谱和偏振特性来检测植物的融合算法, 植物的SRRI、 线偏振度(DoLP)和偏振角(AOP)均在融合框架内计算, 以消除植物镜面反射的干扰并提高植物健康状态检测精度。 此外, 基于SRRI、 DoLP和AOP的融合算法计算了一种偏振融合镜面去除指数(PFSRRI)。 对相对叶绿素含量(SPAD)、 比值植被指数(SR)、 归一化植被指数(NDVI)、 SRRISR、 SRRINDVI、 PFSRRISR和PFSRRINDVI进行了相关性分析, 以了解它们消除镜面反射干扰的能力。 结果表明, SR与SPAD (R2=0.012 8)、 NDVI与SPAD (R2=0.007 5)的相关性最差, 表明SR和NDVI对镜面反射的敏感性最高, SRRISR与SPAD (R2=0.818)、 SRRINDVI与SPAD(R2=0.889)有很好的相关性, 而PFSRRISR与SPAD(R2=0.955)、 PFSRRINDVI与SPAD(R2=0.948)的相关性最好, 从而突出了PFSRRI在消除镜面反射干扰并检测植物健康状态中的潜力。 PFSRRISR和PFSRRINDVI三维散点图显示了对植物不同健康程度具有良好的辨别能力, 具有较高的敏感性和特异性值, 通过曲面的颜色和趋势的变化可以很直观地看到植被健康状态的变化趋势和分类状况。 其中, PFSRRISR的镜面叶片和胁迫1级叶片的分类敏感性(Se)值为100%和特异性(Sp)值为100%, PFSRRINDVI的镜面叶片和胁迫1级叶片的分类敏感性(Se)值为98%和特异性(Sp)值为100%, 表明PFSRRISR和PFSRRINDVI在去除镜面干扰后的优秀的检测效果。 综上所述, 该方法能有效地消除镜面干扰, 提高植被健康状况检测精度。

针对传统点云配准方法效率低、误差大的问题，提出了一种沿竖直方向和水平方向分阶段变换的点云粗配准方法。首先对点云P、Q进行去中心化处理，使得两点云中心点重合；通过遍历距质心的距离寻找特征点，并将特征点旋转至y轴上，完成竖直方向上的对齐；然后在xOz平面内，再次通过遍历距质心的距离寻找特征点，将其绕y轴旋转，在水平方向完成对齐；最后配合迭代最近点精配准算法完成配准。所提方法不存在迭代计算，具有线性时间复杂度和常数空间复杂度。对所提方法与三种经典方法进行对比实验，采用了点数量不同以及尺度不同的三组点云。实验结果表明，对于不同的点云，所提方法具有较强的鲁棒性，配准时间在4 s左右，变化幅度较小，相对于三种传统方法，耗时减少了50%以上；同时所提方法的均方根误差控制在10^-8 mm左右，保持了较好的精度。

大规模高光谱图像聚类算法广泛应用于遥感领域，主要包括K均值（K-means）聚类、谱聚类算法等。然而谱聚类算法仍然有局限性，由于其计算复杂性高所以不适用于大规模问题。基于锚图的谱聚类算法在一定程度上能够减少计算的成本，然而在处理大规模高光谱图像数据时，锚点需要足够密集，否则无法获得合理的精度，这使得该聚类算法的计算成本急剧增加。为了克服这些问题，提出了一种新的基于多层二部图的高光谱快速谱聚类算法。该算法首先使用二叉树选点方式选取锚点，然后选择多层锚点构建多层锚点图，接着构造一个多层二部图，最后对该图进行谱分析。实验证明了提出算法的高效性。

采用两步水热法在导电玻璃(FTO)上制备了WO3/NiWO4复合薄膜。通过XRD, SEM表征了WO3/NiWO4复合薄膜的组成结构及微观形貌, 利用UV-Vis、光电流测试、光电催化测试和交流阻抗测试分析了WO3/NiWO4复合薄膜的光电性能。结果表明: WO3/NiWO4复合薄膜相较于WO3薄膜具有更好的光吸收特性、光电流密度和光电催化活性, 其中水热反应3h的WO3/NiWO4复合薄膜的光电化学性能最佳。WO3/NiWO4-3h在1.4V(vs.Ag/AgCl)时的光电流密度为1.94mA/cm2, 光电催化210min对亚甲基蓝溶液的降解效率为57.1%。交流阻抗图谱表明WO3/NiWO4薄膜的电荷转移电阻小于WO3薄膜, 光电化学性能更优。

通过对质心法、曲面拟合法两类质心定位算法的优劣势进行分析,提出结合两类定位算法优势的基于三次样条拟合插值的高精度质心定位算法,并指出其实现双重定位误差抑制的原理。通过仿真实验,对比不同信噪比下传统质心法与所提算法的定位误差,发现基于三次样条拟合插值的质心定位误差均明显小于传统质心法。当信噪比为20 dB时,基于三次样条拟合插值的质心定位误差方均根误差仅为0.003 pixel。通过真实仪器测量的星点图像,再次验证了所提算法的有效性。基于三次样条拟合插值的高精度质心定位算法可有效抑制定位误差,具有较好的抗噪性,不依赖特定星点模型,适用范围较广。

紫外-可见光(200～500 nm)成像光谱仪是空间遥感的重要组成部分, 本文基于机载紫外-可见成像光谱仪的特殊性和实际应用要求, 提出了一种采用面阵CCD的摆扫式成像光谱仪, 这样既克服了传统线阵CCD摆扫式成像光谱仪空间分辨率低的缺点, 同时又弥补了推扫式成像光谱仪视场范围有限的缺点, 能够满足大视场、 宽谱段、 高分辨率成像光谱仪的应用要求; 此外, 考虑400～500 nm波段中200～250 nm波段二级光谱的影响和<290 nm的短波区和>310 nm的长波区两个波段相差3个数量级的辐射波动, 采用了分波段、 分系统的方式独立进行消杂光光谱成像。 在系统结构设计方面, 本着高性能、 低成本的设计理念, 选用了两镜同心系统作为望远系统, Czerny-Turner平面光栅结构作为成像光谱仪系统的光学设计方案; 设计了一种不使用任何辅助光学元件, 全部采用球面镜结构的成像光谱仪。 整个系统结构简单、 紧凑, 性能优良, 可行性好。 全谱段、 全视场调制传递函数值在0.6以上。