农作物叶片中的叶绿素通过吸收光能参与光合作用产生化学能, 及时、 准确地估算叶绿素含量对于农作物长势、 养分含量监测、 品质评价和产量估算具有重要意义。 Sentinel-2卫星的重访周期为5 d, 空间分辨率为10 m, 具有13个光谱波段, 其中包括三个波宽仅为15 nm对叶绿素含量变化敏感的红边波段, 是叶绿素含量估算的理想数据源。 植被指数是基于农作物在不同波段的反射特性, 通过不同波段组合方式刻画长势和叶绿素含量的差异, 可用于大区域范围内的玉米冠层叶绿素含量快速、 精确估算。 以Sentinel-2A影像为数据源, 开展基于多种植被指数的玉米冠层叶绿素含量估算方法研究。 课题组于2016年8月6—11日在河北省保定市（115°29′—116°14′E, 39°5′—39°35′N）进行玉米冠层叶绿素含量的实地测量, 并在每个采样位置上采用中绘i80 智能RTK(real-time kinematic)测量系统进行定位。 Sentinel-2A影像预处理工作包括几何校正、 辐射定标和大气校正, 其中大气校正使用Sen2Cor模型和SNAP模型。 首先, 基于预处理后的Sentinel-2A遥感影像, 分别计算CIgreen(green chlorophyll index), CIred-edge(red-edge chlorophyll index), DVI(difference vegetation index), LCI(leaf chlorophyll index), MTCI(MERIS terrestrial chlorophyll index), NAVI(normalized area vegetation index), NDRE(normalized difference red-edge), NDVI(normalized difference vegetation index), RVI(ratio vegetation index), SIPI(structure insensitive pigment index)植被指数。 然后, 建立样方位置上实测叶绿素含量与各植被指数的统计关系, 从而构建玉米冠层叶绿素含量估算模型, 并以野外实测玉米冠层叶绿素含量为依据, 对基于各植被指数的估算结果进行精度评价。 最后, 利用筛选出的最优叶绿素含量估算模型, 估算研究区内的玉米冠层叶绿素含量。 研究的目标为: （1）通过比较分析, 构建合适的玉米冠层叶绿素含量估算模型, 估算精度以决定系数R2、 均方根误差RMSE以及相对误差RE作为评价指标; （2）确定最优波段组合方案: 在红边波段中选择与可见光、 近红外波段组合效果更优的波段组合方案; （3）确定参与植被指数计算的红边波段的最优数量。 精度评价结果表明: （1）选用的植被指数与玉米冠层叶绿素含量呈多项式拟合关系, 其中使用红边波段计算的植被指数的估算结果明显优于未使用红边波段的估算结果; 红边波段引入后明显提高了可见光、 近红外波段对叶绿素含量的拟合的精度, CIgreen(560, 705)指数比CIgreen(560, 842)的回归模型R2提高0.516, 红边波段参与计算的DVI相对于RVI来说, 估算结果更稳定。 （2）对于不同的植被指数, 参与运算的Sentinel-2A影像的两个红边波段, 估算精度的提高程度不同。 对于可见光波段参与计算的植被指数来说, 在红边波段1（中心波长为705 nm）的估算精度较高, 如LCI, CIgreen, DVI和RVI等; 对于近红外波段参与计算的植被指数来说, 在红边波段2（中心波长为740 nm）的估算精度较高, 如CIred-edge, NDRE和NAVI等。 （3）对于Sentinel-2A影像来说, 两个红边波段共同参与叶绿素含量估算时能取得最高的的估算精度。 选用的植被指数中, MTCI(665, 705, 740)指数与玉米冠层叶绿素含量估算精度最高, 回归模型拟合精度R2为0.803, 模型验证R2为0.665, RMSE为3.185, 相对误差RE为4.819%。 MTCI(665, 705, 740)指数计算中使用了两个红边波段, 突出红边波段反射率差值变化, 与玉米冠层叶绿素含量表现出很好的相关性。 最后, 利用优选出的基于MTCI指数的叶绿素含量估算模型, 对研究区范围内的叶绿素含量进行估算并完成空间制图。

实验上采用频率为200Hz左右的低频液体表面波,其表面波波长约为2mm,观察到了清晰、稳定的衍射图样.并发现入射光掠入射时,其衍射图样非对称分布.理论上采用傅里叶光学的方法,得到了衍射光强度分布的解析表达式,根据这一表达式和实验上得到的衍射图样,可以得到表面波波长的实验测量值.提出了等效光栅常数的概念,等效光栅常数与表面波波长和入射方式有关.只要等效光栅常数与入射光波波长量级接近就可观察到衍射现象.理论上分析了衍射条纹对称性.光斜入射时,衍射条纹相对零级纹呈非对称分布,且随着入射角的增大,非对称分布的程度越大.

对于频率为几十赫兹的低频衰减液体表面波,结合激光干涉法和激光扫描法,实验得到反衬度很高的调制干涉图样,理论上给出了干涉图样的条纹宽度,条纹分布范围与表面声波振幅之间的解析关系,实时测量了液体表面波的衰减系数.

对于频率为几十赫兹的液体表面声波,提出了一种激光干涉测量方法,并在实验上观察到了反射光所形成的稳定的、清晰的调制干涉图样,干涉图样被限制在一定的空间区域内,其强度分别在两边界位置达到极大,形成了两个极亮点。理论上导出了调制干涉图样光强度、干涉条纹角宽度、干涉区域角宽度与表面声波之间的解析关系,并与实验数据进行了对比。基于这一发现,建立起一种适应测量低频表面声波特性及表面张力的实用方法。

提出一种新的基于循环式径向剪切干涉术的波前重建算法,以此模拟计算了不同放大倍数下波前的还原结果与还原精度,得出不同放大倍数下采用本算法都能还原出原始波前且还原精度相差不大的结论.同时在基于伽利略望远系统的循环式径向剪切干涉仪上测量了激光系统输出中存在台阶结构的畸变波前,得出了与此基本一致的结论.

提出一种基于循环式径向剪切干涉的波前重建算法.先将畸变波前经径向剪切干涉仪形成的空间相位调制干涉条纹图通过傅立叶变换处理获得对应的位相差分布,再直接采用迭代算法能精确重建原始波前,为ICF系统中复杂畸变波前的在线准确检测提供了可能,并给出了应用实例.