1 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室, 北京 100081
2 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心, 气象灾害教育部重点实验室, 江苏 南京 210000
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 中国气象局气候研究开放实验室/中国气象局气候中心, 北京 100081
5 重庆市气象科学研究所, 重庆 401147
为了精确地定量研究土地利用变化对地表反照率的影响, 利用公元 850-2100 年期间土地利用数据集获取了一套长时期的全球分光 (近红外、可见光、短波) 地表反照率数据集, 并进行了详细的分析和对比验证。验证结果表明, 所得的分光地表反照率与 MODIS 数据对应结果的空间分布特征基本一致; 在非冰雪覆盖区的可见光反照率差别在-0.0081～0.0029 之间, 精度较高; 差别最大的区域为南、北半球中高纬度的冰雪覆盖区。研究表明, 自 1860 年以来, 所有典型区域 (包括中国东部、欧洲东南部、美国中东部和巴西南部) 的城市建成区逐年增加, 特别是巴西南部的自然植被逐年减少; 在 1860-1980 年间, 各区域主要表现为自然植被向城市建成区和耕地转化; 在 1980-2015 年, 巴西南部耕地类型持续增加, 其余区域均表现出自然植被逐步恢复的变化趋势。此外, 不同土地利用类型的分光反照率存在很大差别, 例如, 春季可见光反照率在冰雪表面为 0.5069, 混交林为 0.0444, 而城市建成区为 0.0870; 且受不同纬度和下垫面性质的影响, 同一土地利用类型的分光地表反照率也存在明显的空间差异, 例如, 春季草原的可见光反照率最大为 0.4915, 最小为 1.127×10-4。 这套长时期全球分光地表反照率数据集可以为土地利用变化驱动气候变化的相关定量研究奠定数据基础。
地表反照率 土地利用 土地利用数据集 中分辨率成像光谱仪 人类活动 surface albedo land use land-use harmonization project moderate-resolution imaging spectroradiometer human activities 大气与环境光学学报
2022, 17(3): 279
1 河南警察学院 网络安全系， 河南 郑州 710072
2 中北大学 电气与控制工程学院，山西 太原 030051
3 瞬态冲击技术重点实验室，北京 102202
基于视觉的无人机自主导航过程中，对航路点进行准确识别是引导无人机朝着航路点方向精确飞行的关键。然而，当无人机到达航路点识别距离后，由于机载图像传感器受天气因素及成像过程中的脱焦、衍射等现象影响，常导致获取到的航拍图像模糊、空间分辨率较低，从而直接影响了后续航路点识别的精度。针对这一问题，提出了一种改进稀疏表示正则化的航拍图像超分辨率重建算法。首先，基于稀疏表示正则化框架，利用自回归和非局部相似约束构建目标函数的正则化项；其次，根据图像局部方差能有效区分图像的边缘区域和平滑区域这一特性，自适应地选取正则化参数得到超分辨率重建模型中的目标函数；最后，使用MM (Majorization-Minorization) 算法求解目标函数的凸优化问题，得到重建后的高分辨率图像。实验结果表明：与传统的正则化SR重建算法相比，文中算法能够有效的提高航拍图像的空间分辨率，使得重建后的图像包含了更多的特征细节信息，这为航路点识别提供了帮助。
无人机 超分辨率重建 稀疏表示正则化 局部方差 UAV super-resolution reconstruction sparse representation regularization local variance 红外与激光工程
2022, 51(3): 20210468
1 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心,江苏 南京 210044
2 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京 100081
3 中国气象局气候研究开放实验室,中国气象局国家气候中心,北京 100081
利用2002年12月到2016年11月的大气红外探测仪(Atmospheric infrared sounder, AIRS)卫星观测资料,分析了全球 和东亚地区(70～140°E, 10～55°N)CO2浓度的时空变化和季节分布特征,并与地面观测 资料进行了对比。结果表明: 1) AIRS反演的CO2资料与地表观测资料相关系数均在0.9以上,且年均值相对误差均 在1%以内。2)全球CO2年平均浓度从2003年的375.16 ml/m3增加到2016年的401.24 ml/m3, 年平均增长率约2.01 ml/m3;同期,东亚地区CO2平均浓度从2003年的375.13 ml/m3增加 到2016年的402.22 ml/m3,年增长率约为2.08 ml/m3,高于全球的年平均增长率。 在2010～2016年,北半球大部分地区CO2浓度增长率低于2003～2009年的增长率。CO2增幅较明显 的区域位于北半球高纬度地区如中西伯利亚和格陵兰岛等地上空。3)CO2分布存在明显的区域性,高值区主要位于 北半球的中高纬度地区;低值区主要位于青藏高原上空。在南半球,CO2浓度的高值区主要位于南美洲中纬度地区; 低值区主要出现在低纬度(0～20°S, 50°W～5°E)的大西洋上空。在对流层中低层(4～6 km), AIRS反演的CO2浓度的季节变化特征准确性较高,特别在冬季,北半球大部分地区的CO2浓度随着时间 变化呈现先减小后增加的趋势。4)在东亚地区,CO2高值区位于中国北方地区,呈带状分布。
CO2浓度 东亚地区 时空分布 CO2 concentration AIRS AIRS East Asia spatial-temporal distribution 大气与环境光学学报
2019, 14(6): 442
1 西北工业大学 电子信息学院, 陕西 西安 710072
2 中北大学 电气与工程学院, 山西 太原 030051
无人机在复杂战场环境下, 因敌我双方无人机外形、颜色等特征较为相似, 如何准确地对敌方无人机识别是实现其自主导航及作战任务执行的关键。由于受敌方无人机飞行速度、形状、尺寸、姿态等的改变及气象环境因素的影响, 无法准确地对其进行识别与分类。针对这一问题, 提出基于迁移学习卷积稀疏自动编码器(Sparse Auto-Encoder, SAE)实现对航拍多帧图像中敌方目标对象的识别与分类。算法首先借助SAE对源领域数据集中大量无标记样本进行无监督学习, 获取其局部特征; 然后, 采用池化层卷积神经网络(CNN)算法提取目标图像全局特征; 最后, 送入Softmax回归模型实现目标对象的识别与分类。实验结果表明: 与传统非迁移学习的SAE算法及基于底层视觉特征学习的识别算法相比, 该算法具有更高的准确性。
无人机自主导航 目标识别分类 稀疏自动编码器 卷积神经网络 迁移学习 autonomous navigation of UAV classification and identification of target object sparse auto-encoder convolutional neural network transfer learning 红外与激光工程
2018, 47(6): 0626001
1 西北工业大学 电子信息学院, 陕西 西安 710072
2 郑州航空业管理学院 电子通信工程学院, 河南 郑州 450015
无人机在复杂飞行过程中, 因大气气流及光学设备成像等影响造成采集到的红外图像分辨率过低; 另外, 因各帧图像分辨率不同, 基于固定层数分解的金字塔模型在同一区域下的显著图提取结果存在差异, 无法借助视觉技术实现无人机目标定位及自主导航。提出一种改进Itti模型下的红外图像感兴趣区域提取及SR重建算法。算法首先引入多特征对红外图像序列进行金字塔动态分层模型构建; 然后, 针对不同分辨率下的多帧红外图像进行感兴趣区域的动态提取来克服传统Itti算法的不足; 最后, 提出基于共轭梯度法的目标函数最小化红外图像超分辨率重建算法, 对感兴趣区域进行空间SR重建, 提高感兴趣区域目标的空间分辨率。实验验证了提出算法的有效性及准确性。
无人机感兴趣区域 Itti模型 动态金字塔 SR重建 UAV Itti model dynamic pyramid SR reconstruction 红外与激光工程
2018, 47(1): 0126001
1 南昌大学 材料科学与工程学院, 江西 南昌 330031
2 南昌大学 测试分析中心, 江西 南昌 330029
采用溶胶-凝胶法在还原气氛下制备了Sr2MgSi2O7∶Eu2+, xBi3+(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)荧光粉, 并用XRD、TG-DTA及激发与发射谱仪对样品的结构及发光性能进行了表征。结果发现: 单掺杂Bi3+的Sr2MgSi2O7样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为286 nm的宽带谱, 这是由于激发态时Bi3+的3P1→1S0电子能级跃迁而造成的; 单掺杂Eu2+的Sr2MgSi2O7样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为358 nm的宽带谱, 这是典型的Eu2+的4f65d1→4f7跃迁而引起的。当Bi3+离子掺杂到Sr2MgSi2O7∶Eu2+样品的摩尔分数为0.04时, 样品的发射强度是未掺杂Bi3+离子样品的1.9倍。
溶胶-凝胶法 发光 Bi3+ Bi3+ Sr2MgSi2O7 Sr2MgSi2O7 sol-gel method blue luminescence
1 南昌大学 材料科学与工程学院， 江西 南昌330031
2 南昌大学 分析测试中心， 江西 南昌330029
采用CaCl2作助熔剂同时又作反应物，利用固相法在碳还原气氛下合成了Ca2MgSi2O7∶Eu2+发光粉，确定其最佳的合成条件为按CaCO3、Mg(OH)2、SiO2、CaCl2的量的比1.5∶1∶2∶2.4称取原料，烧结温度为900 ℃，烧结时间为3 h。合成的样品可被360～480 nm的光有效激发，得到发射峰值位于529 nm的绿光。该发光粉Eu2+的最佳掺杂摩尔分数为0.02。与高温法相比，低温法制备的Ca2MgSi2O7∶Eu2+发光粉激发光谱形状表现出一些差别，并且发射光强度显著增强，低温制备的Ca2MgSi2O7∶0.02Eu2+的发射强度是高温制备样品的261%。
发光粉 助熔剂 低温合成 光致发光 phosphor powder Ca2MgSi2O7∶Eu2+ Ca2MgSi2O7∶Eu2+ flux medium low synthetic temperature PL
1 郑州轻工业学院应用化学系， 河南 郑州450002
2 焦作大学怀药工程研究中心， 河南 焦作454003
梓醇是一种具有特殊药理活性的环烯醚萜苷类化合物。 采用密度泛函(DFT)B3LYP/6-311G**方法对梓醇分子的几何构型进行全优化， 得到其几何构型参数， 进一步计算得到梓醇的红外振动光谱， 振动频率校正因子为0.96。 对计算得到的振动频率进行归属和解析并与实验测定得到的梓醇IR光谱特征峰比较， 发现理论计算出的IR光谱与实验测定IR特征峰位具有很好的一致性， 说明所采用的DFT方法能够用于梓醇分子几何构型的优化， 预测难以得到标准对照品的环烯醚萜苷类化合物的IR光谱数据。
梓醇 红外光谱(IR) 密度泛函 Catalpol IR spectrum Density-functional theory (DFT) 光谱学与光谱分析
2009, 29(9): 2383
