土壤是人类生存环境的重要载体, 因此, 土壤重金属污染问题一直备受关注。 随着遥感技术的发展, 高光谱遥感在土壤重金属研究中取得了大量的成果, 但是, 基本上是根据土壤中有机质、 铁、 粘土矿物等的光谱吸收特征和反演土壤中重金属含量, 而不能够区分土壤重金属污染光谱之间的微弱差异。 通过盆栽土壤不同浓度铜(Cu)、 铅(Pb)污染实验得到不同浓度Cu和Pb污染下盆栽土壤光谱曲线、 土壤含水率和有机质含量, 提出了一种光谱二阶差分Gabor展开方法探测不同浓度Cu和Pb污染下土壤光谱曲线之间的微弱差异。 以二阶差分为基础, 首先将土壤光谱转换为稀疏光谱, 然后结合土壤稀疏光谱与Gabor展开理论, 在频率域中检测不同浓度土壤重金属污染光谱之间的微弱差异, 因此, 摆脱了单纯通过土壤光谱反射率信息反演土壤重金属含量的研究, 而是对土壤重金属污染光谱信息进行时频分析, 最终达到检测土壤重金属污染瞬时光谱存在的目的。 结果表明: 受Cu和Pb污染的盆栽土壤光谱二阶差分Gabor展开系数尺度及等高线分布有较大的差异, Cu污染的盆栽土壤光谱二阶差分Gabor展开系数尺度分布存在两个较高的峰值, 且等高线在第1 800~3 600项之间稀疏分布, Pb污染的盆栽土壤光谱二阶差分Gabor展开系数尺度分布存在一个较高的峰值, 且等高线在第3 200~3 600项之间密集分布; 二阶差分Gabor展开法检测的土壤Cu和Pb污染结果与土壤Cu和Pb含量、 土壤含水率、 土壤有机质是密切相关的, 由于土壤Cu和Pb含量、 有机质含量、 含水率的不同, 土壤Cu和Pb污染二阶差分Gabor展开光谱尺度分布而不同。 根据相关性分析结果, 分别将土壤Cu和Pb污染划分为三组: Cu(50)~Cu(300), Cu(400)~Cu(800), Cu(1 000)以上; Pb(50)以下, Pb(100)~Pb(300), Pb(400)~Pb(1 200)。

针对水下目标激光探测的信号检测与识别的问题,通过对回波信号的Gabor展开进行分析,建立了局部窗口多重相关的峰值检测方法,以及利用系数矩阵的迹和特征值描述目标的反射性能,实现了对目标的分类识别。实验表明,上述方法对目标的有效检测率达93.0%,分类识别有效率达83.2%。