高分六号WFV是搭载在我国高分六号卫星上的高空间分辨率多光谱传感器,该传感器实现了高分辨率和宽覆盖的结合。精确识别高分六号WFV数据的云像元对于农业资源监测、林业资源调查以及防灾减灾等行业具有重要意义。基于全球土地覆盖产品FROM-GLC10数据,改进地表类型支持的云检测算法(LCCD算法),开展了高分六号WFV数据的云检测工作。以FROM-GLC10作为先验数据,充分考虑不同地表类型反射率的变化,在每种地表类型上分别采用不同的方法设置阈值。通过目视解译的方法对云检测结果进行精度评价,云正确率整体达到了92.46%,其中植被类、水体类、高亮地表类的云正确率分别为93.09%、95.60%和88.70%。结果表明,改进的基于地表类型的云检测算法有效提高了高分六号WFV数据云检测的精度。

设计了一种由金属Ag和ITO(In2O3∶Sn锡掺氧化铟)薄膜呈周期排布的金属光子晶体(Metal photonic crystals,MPCs)。采用时域有限元差分法(Finite difference time domain, FDTD)计算仿真了周期和周期数对其可见光透光率和反射率的影响规律。研究表明, 当金属Ag和ITO组分比一定时, 随周期增加, 可见光透光率曲线相应变宽, 强度降低。当周期数大于4以后, 可见光透光率曲线不再随周期数增加而相应变宽。随着入射角度的提高, 可见光透光率曲线峰值发生蓝移, 宽度相应变宽, 强度相应降低。随着Ag膜层层数的增加, 可见光透光率的共振峰(透射峰)相应增加。MPCs的可见光透光率峰值与反射率的峰谷具有较好的一一对应关系。

高分四号卫星(GF-4)是我国研制的首颗地球同步高分辨率光学成像卫星,具有高时间分辨率和较高的空间分辨率。针对高分四号卫星数据的特点,提出了一种光谱分析与几何算法相结合的云和云阴影检测算法。使用几何校正和辐射定标后的高分四号影像,基于云与典型地表的光谱特征,采用光谱差异分析技术识别出潜在云像元,根据有云地物和无云地物的光谱变化率差异计算云概率;由云和云阴影的几何关系,并结合传感器参数识别云阴影的投影带,然后根据阴影的光谱特征在投影带中设定基于影像的动态阈值,用于检测云阴影。该算法能较好地识别薄云,而且可以显著提高云阴影的检测精度。采用目视解译法对检测精度进行验证后发现,不同区域类型的云像元识别位置准确,形状完整;将所提云阴影检测方法与云和云阴影匹配算法进行对比后发现,前者识别的云阴影更为精确。

基于先验地表反射率数据库支持的动态阈值云检测算法(UDTCDA)可以显著提高卫星数据的云检测精度。为进一步提高其在波段相对较少的高空间分辨率卫星数据云检测应用中的精度,改进了UDTCDA中先验地表反射率数据与待检测卫星数据的空间匹配方法。与原方法使用重采样达到空间分辨率一致不同,该方法根据待检测影像高空间分辨率的特点,采用逐像元空间地理坐标配准的方法与真实地表反射率数据进行配准,然后进行云像元检测。该方法保留了高分辨率影像空间分辨率的优势,可以有效降低空间重采样造成的像元信息丢失。分别使用资源3号、高分1号、高分2号和高分4号高分辨率卫星数据开展云检测实验。通过遥感目视解译的方法对结果进行精度验证,并与UDTCDA云识别结果进行对比。结果表明,改进后的算法能以较高的精度识别不同高分辨率卫星影像中的云,总体精度可达到93.92%,对于碎云和薄云具有整体较高的识别精度,漏分误差和错分误差分别低于10.40%和9.57%。

为了探究添加钙基膨润土(CB)对猪粪好氧堆肥过程中水溶性有机物(DOC)动态变化的影响, 向猪粪和木屑混合物料中添加不同质量比的CB, 采用自制的强制通风好氧发酵装置, 进行了为期60天的好氧堆肥试验。 定期采集堆肥样品并进行冷冻干燥, 通过紫外-可见光谱(UV-Vis), 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和荧光光谱(FS)相结合的方法, 对堆肥样品中DOC光谱特征的变化进行研究。 结果表明, 在堆肥过程中DOC呈降低趋势, 且随着CB添加量的增多, DOC的降解率为49.11%~62.92%； 堆肥DOC相应的UV-Vis和FS光谱分析显示, 类腐殖质的特征峰强度不断升高, 而碳水化合物、 类蛋白的特征峰强度逐渐降低； 且与对照相比, 添加钙基膨润土使类腐殖质特征峰的强度增大, 峰位置红移。 堆肥结束时, 相较于对照, 添加CB处理的光谱特征参数SUVA254, SUVA280和腐殖化系数分别增加了16.51%~47.72%, 8.58%~44.02%和23.16%~88.22%, 且5%添加比例最佳, 这被FTIR解析峰密度进一步证实； 相关性分析显示, SUVA254与堆肥腐熟度呈极显著相关, 可指示堆肥腐熟度。 综上所述, 随着堆肥的进行, 有机物由非腐殖质向腐殖质转化, DOC的分子质量及芳构化程度逐渐增加, 且添加CB对这一过程具有促进作用, 并以5%添加比例最佳。

基于吸收及荧光光谱技术对一种新型铕的有机配合物发光材料在不同状态下的光谱特性进行了表征, 并分析了该配合物的光物理特性与机理。 发现该配合物的吸收光谱主要是配体邻菲咯啉(phen)的贡献； 随着浓度增大自短波到长波区域逐渐出现了饱和吸收现象, 光谱向长波方向延伸、 展宽, 而且这种特征在样品的激发光谱上得到了体现； 该配合物在不同状态下的荧光光谱均由Eu3+的4个特征荧光峰组成, 且出现617 nm强荧光峰。 提出该配合物的荧光光谱主要是在配体乙酰苯胺的微扰或介导作用下, 改变了Eu3+能量场的宇称态, 导致跃迁概率大大增强, 并使配体phen将吸收的能量转移给Eu3+, 发出617 nm强荧光峰。 表明这种新型铕的有机配合物是一种有效的红光有机发光材料, 具有潜在的应用价值。