利用近红外高光谱成像技术（NIR-HSI）, 将采集的光谱信息融合图像纹理信息建立分类模型, 实现灵武长枣瘀伤等级的判别。 采用瘀伤装置获得瘀伤等级为Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ、 Ⅴ级的200个长枣样品, 并按3∶1的比例划分校正集和预测集。 采集不同瘀伤等级长枣的近红外高光谱图像, 使用ENVI软件提取感兴趣区域（region of interest, ROI）并计算平均光谱值。 为消除无用信息的干扰, 采用正交信号修正（OSC）、 基线校准（Baseline）、 多元散射校正（MSC）、 移动平均（MA）、 卷积平滑（S-G）和去趋势（De-trending）对原始光谱进行预处理并建立偏最小二乘判别分析（PLS-DA）模型; 基于最优预处理方法所得的全波段数据采用变量组合集群分析法（VCPA）、 无信息消除变量算法（UVE）、 竞争性自适应加权抽样算法（CARS）、 区间变量迭代空间收缩法（iVISSA）和连续投影算法（SPA）提取特征波长后建立PLS-DA模型; 将高光谱图像进行掩膜, 利用主成分分析（PCA）获取贡献率最高的主成分图像, 并在该图像上采用灰度共生矩阵（GLCM）提取纹理参数, 包括能量（ASM）、 熵（ENT）、 对比度（CON）和相关性（COR）, 建立图谱融合的PLS-DA模型。 结果表明, 原始光谱数据建立的PLS-DA模型, 校正集和验证集准确率分别为89%和86%; 原始光谱经De-trending预处理后的PLS-DA模型效果最优, 校正集和预测集准确率均为90%, 较原始光谱模型分别提高了1%和4%; 基于SPA选择特征波长后建立的PLS-DA模型的校正集和预测集准确率均为90%; De-trending-SPA-COR-PLS-DA图谱融合模型效果最优, 模型校正集和预测集准确率均为92%。 因此, 利用近红外高光谱成像技术融合纹理信息可实现不同瘀伤等级灵武长枣的快速无损判别。

旋翼无人机作为低成本的新型遥感平台逐渐受到研究者与应用者的重视, 旋翼无人机搭载商用遥感, 具有地面分辨率高、响应迅速、使用维护方便等优点, 很好地弥补了传统遥感的缺陷, 在实际使用中抗干扰能力成为旋翼机遥感系统的重要性能指标。为了弥补常规多旋翼无人机航向控制力矩不足, 首先设计了六轴十二旋翼无人机结构并建立了其动力学模型, 然后针对农业遥感平台抗扰动能力的要求, 设计了专用的带有微分跟踪器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律的自抗扰控制算法。其次通过仿真验证了控制器的稳定性与有效性, 通过实际风扰试验测试了该控制算法在11.2 m/s的短时风扰影响下仍保持良好的轨迹跟踪特性。最后在六轴十二旋翼无人机搭载自主研发的商品化微型高光谱仪MNS2001和两轴稳定云台, 在特定区域水稻上空定点进行光谱遥感测量, 在300~900 nm光谱范围内, 悬停区域上空多次测量的相对误差不超过5%, 试验表明该旋翼机遥感平台具有良好的稳定性和可靠性, 可以进一步应用于农业遥感领域并辅助生产管理。

卫星遥感空间分辨率低且易受大气、云层、雨雪等因素的影响。本文使用共轴十二旋翼无人机搭载光谱仪构成农情遥感系统。首先, 给出自主设计的无人机结构和飞行控制系统, 围绕飞行平台、控制系统、遥感载荷构建了多环节数据备份的无人机遥感数据采集系统; 然后, 试验测试4种施氮水平水稻的光谱指数变化规律; 最后, 通过试验数据分析可得: 在可见光区水稻冠层光谱反射率随氮素水平增加而减小, 在近红外区, 光谱反射率一开始随氮素水平增加而增大, 但氮素水平增大到一定程度后再增加氮素导致反射率降低。在4种氮素水平下, 水稻植被指数 RVI和NDVI由分蘖期到拔节期先增大, 然后至抽穗期又逐渐减小, 且抽穗期RVI和NDVI值小于其分蘖期RVI和NDVI值。试验表明以多旋翼无人机为平台搭载光谱仪器构成农情遥感监测系统用于反演作物植被指数方面是可行的。本文设计的无人机遥感数据采集系统能够有效、实时获取遥感信息, 其获取的高空间分辨率和光谱分辨率的农田实时信息能够为作物长势的分析、健康状况的监测提供必要的数据支持。

为了研究激光照射后角膜蛋白质化学组成的改变, 探讨激光角膜损伤的发生机制, 将日本大耳白兔随机分为正常对照组和激光损伤组, 选取角膜上皮层和基质层作为研究对象, 通过傅里叶变换红外光谱技术(Fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR)对角膜组织酰胺I带中蛋白质二级结构各吸收峰进行定量分析, 观察激光照射后蛋白质分子结构的改变情况。结果显示, 激光照射后出现蛋白质二级结构吸收峰的位移和积分百分比的改变。激光照射可使角膜上皮层和基质层蛋白质构象发生改变, 从而导致蛋白质结构稳定性下降和蛋白质生物功能的破坏。

目的: 研究高功率微波(HPM)照射后视网膜感光细胞中膜脂质的分子结构改变, 探讨HPM的损伤机制。方法: 通过显微FT-IR技术观察HPM照射前后大鼠视网膜冰冻切片中感光细胞外节的膜脂质分子特征吸收峰的位移与吸收值差异, 分析脂质分子结构的改变情况。结果: HPM照后外节发生了膜脂质分子特征吸收峰的位移, 并出现=C-H基团和C=O基团数量的下降。结论: HPM照射可导致外节膜脂质结构发生改变, 生物膜可能是HPM效应的主要靶点, 脂质过氧化反应是HPM视网膜损伤的重要机制。

目的: 研究高功率微波（HPM）在不同平均功率和不同重复频率条件下长期多次照射对眼组织结构的生物效应, 为我国HPM安全防护提供生物学依据。方法: 采用自行研制的HPM效应模拟源远场平面波（峰值功率密度50 W/cm2）分3个不同平均功率水平, 每天6 min持续照射1个月, 并在照后5个时间点通过眼底镜、裂隙灯观察、组织病理学方法等研究HPM长期照射对动物眼重要部位结构的生物效应。结果: HPM照射后眼角膜、晶状体、眼底等组织结构都出现了不同程度的病理变化, 并呈现出一定的时效和量效关系; 其中角膜病变依剂量不同可分别于照后2月到照后6月恢复正常, 而晶状体病变在观察期内（照后6月）仍未见恢复, 照射后动物眼底动静脉和毛细血管稍有扩张充血, 但未见瘢痕、裂隙、出血等表现。结论: 实验所用剂量范围内的HPM重复照射可以对动物角膜、晶状体、玻璃体等部位造成一定程度的生物效应, 并呈现出一定的量效关系; 在实验的观察期内, 角膜和眼底依照射剂量不同可分别于照后不同期间恢复正常, 但晶状体混浊在观察期末仍未见恢复, 能否发展成微波白内障尚需观察。

采用电光调Q脉冲Nd∶YAG固体激光器的532 nm绿光作为抽运光源(10～13 ns,0～20 mJ),以Ⅱ类相位匹配(θ=57.5°,Ф=0°)、尺寸为4 mm×4 mm×12 mm的三硼酸鉍晶体(BiB3O6)与一对1215 nm单谐振波长的平镜组成腔长为40 mm的谐振腔,构建了光参变振荡器的整个实验系统。系统将入射抽运光振荡产生1215 nm的信号光及946 nm的闲频光,结果显示,抽运阈值为9 mJ,最高耦合输出为2.57 mJ,抽运脉冲能量与信号脉冲能量的最高转换效率为14.59%。

目的 研究1.318 μm近红外激光对皮肤的损伤效应,确定损伤阈值并观察损伤修复情况.方法 以普通白色仔猪为实验动物,以输出波长1.318 μm的Nd:YAG激光照射猪躯干两侧皮肤.损伤阈值实验时以肉眼可见红斑反应为判定标准,于照后即刻观察皮肤红斑发生率,采用加权概率单位法计算红斑发生率为50%时所对应的激光剂量,即损伤阈值ED50.损伤修复观察实验所用激光剂量均高于损伤阈值,于照后即刻至49 d观察皮肤损伤修复情况.结果 1.318 μm激光致仔猪皮肤损伤的阈值剂量为9.2J/cm2.随着激光剂量的提高,皮肤损伤反应依次表现为暂时性红斑反应、持续性红斑反应、白色凝固斑、淡褐色(炭化)凝固斑.损伤修复所需的时间依次为数分钟、数天、十余天、数十天.结论 1.318 μm激光可致仔猪皮肤损伤的阈值剂量ED50为9.2J/cm2.激光剂量越高,皮肤损伤越重,修复所需时间越长.

目的:探讨CO2激光犬膀胱粘膜剥脱术的可行性与安全性.方法:开放手术条件下,采用经多晶锗空芯金属红外波导传输的CO2激光施行犬膀胱粘膜剥脱术,通过普通光镜观察、胶原纤维染色及静脉肾盂造影、膀胱压力-容量测定、血清肌酐检测等形态与功能评定的方法了解CO2激光对犬膀胱粘膜的剥脱效果、术后膀胱粘膜的再生、修复过程,以及泌尿系统机能的整体变化.结果:CO2激光可以在10～15min内实现对犬膀胱粘膜的完全剥脱,剥脱深度仅限于粘膜及粘膜下层,未见激光对膀胱肌层有明显的损害.主要并发症为程度不等的终末肉眼血尿,未见有严重膀胱出血、穿孔及尿漏的发生.术后4周时可见膀胱粘膜上皮完全再生,术后12周时膀胱及上尿路的形态与功能方面的各项指标与术前无明显差异,膀胱肌层未见有严重的纤维化改变.结论:CO2激光可以对犬膀胱粘膜进行有效地剥脱,CO2激光犬膀胱粘膜剥脱术具有一定可行性与安全性.