作者单位
摘要
中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院, 北京 100083
如何及时准确探测天然气地下储存库或管道出现的微泄漏点目前尚是一个难题。 通过野外可控系统模拟天然气微泄漏实验, 研究天然气微泄漏对地表植被的影响及遥感特征变化, 从而间接探测天然气微泄漏点。 实验以草地与大豆为研究对象, 测量了胁迫区与对照区植被的冠层光谱, 进行奇异值剔除和平滑处理, 对一阶微分处理后的植被冠层光谱再进行连续小波变换分析, 发现对照组与胁迫组植被冠层光谱小波能量系数在685和715 nm处差异较大, 且规律稳定, 用其构建归一化指数(DW685-DW715)/(DW685+DW715)(DW), 并与PRI, NPCI, NDVI, D725/D702指数进行对比分析, 经J-M距离检验, 结果表明归一化指数DW在识别天然气微泄漏胁迫下的草地和大豆具有较好的识别效果, 且比PRI, NPCI, NDVI, D725/D702指数具有更好的普适性与稳健性。 该结果表明, 通过高光谱技术间接检测天然气微泄漏点具有可行性, 为以后的工程应用提供技术支持和理论基础。
小波分析 光谱特征 天然气 微泄漏 归一化指数 Wavelet analysis Spectral characteristics Natural gas Microleakage Normalized difference index 
光谱学与光谱分析
2018, 38(12): 3809
作者单位
摘要
1 天津工业大学管理学院, 天津 300387
2 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北京 100081
3 南京大学地理与海洋科学学院, 江苏 南京 210023
在我国实施“马铃薯主粮化”战略的背景下, 加强马铃薯相关的研究显得十分有意义。 比较和分析不同马铃薯品种不同时期的光谱差异性, 旨在为马铃薯品种鉴定、 马铃薯与其他作物的区分、 马铃薯空间分布提取、 马铃薯病虫害监测、 马铃薯受各种胁迫的影响以及各种作物识别研究等提供理论和技术支持, 也为作物高光谱相关研究提供新思路。 对在吉林地区大田试验获取的马铃薯早熟品种费乌瑞它和中晚熟品种延薯4号结薯期和块茎膨大期等关键生育期的样品的冠层高光谱反射率数据, 首先利用Savitzky-Golay平滑滤波进行去噪声处理, 获取其连续统去除光谱并提取出最大吸收深度、 总面积、 左面积、 右面积、 对称度、 面积归一化最大吸收深度6个特征参数。 同时对滤波后的光谱反射率数据和连续统去除光谱反射率数据进行一阶微分处理。 在对不同马铃薯品种这两种光谱反射率曲线对比分析的基础上构建反射率差异性指数、 一阶导数差异性指数、 连续统去除光谱特征参数差异性指数共3类8种差异性指数作为评价指标。 其中反射率差异性指数和一阶导数差异性指数研究“绿峰”550 nm, “红谷”670 nm以及可见光-近红外平台760 nm附近的波段。 利用这些差异性指数定量地分析了不同马铃薯品种高光谱差异性。 将连续统去除法应用到植物高光谱差异性分析中来, 并且深入到不同马铃薯品种以及其不同生育时期。 构建的差异性指数取得了很好的评价效果, 结果表明: (1)相比反射率差异性指数和最大吸收深度差异性指数, 一阶导数差异性指数、 总面积差异性指数、 左面积差异性指数、 右面积差异性指数、 对称度差异性指数和归一化差异性指数都可以很好地描述不同马铃薯品种的高光谱差异性, 连续统去除光谱局部放大了两个不同马铃薯品种的高光谱差异; (2)滤波光谱和连续统去除光谱反射率差异性最大的波长位置和时间都相同, 均处于8月16日波长671.24 nm处; 最大吸收深度差异性指数值最大仅为0.01; 滤波光谱一阶导数差异性指数值在6月24日波长673.55 nm处最大达到0.977, 连续统去除光谱一阶导数差异性指数在6月24日波长759.74 nm处最大达47.87, 在不同马铃薯品种光谱差异性分析中作用最为明显; 总面积差异性指数值、 右面积差异性指数值、 对称度差异性指数值和归一化差异性指数值均在6月24日最大, 最大值分别为0.13, 0.214, 0.205和0.113, 左面积差异性指数值在7月24日最大, 为0.199; (3)根据所构建的差异性指数定量评价结果综合推测可知, 两个不同马铃薯品种高光谱差异最大的时期处于早熟品种费乌瑞它结薯期的中晚期, 中晚熟品种延薯4号结薯期的初期。
马铃薯品种 连续统去除法 关键生育期 高光谱 差异性指数 Potato cultivar Continuum removal Key growth period Hyperspectral Difference index 
光谱学与光谱分析
2018, 38(10): 3231

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