高光谱技术由于满足连续性与光谱可分性的要求, 具有能够区别同一种地物不同类别的能力, 且光谱数据获取速度快, 操作简易, 在监测水体分布状况、 水体指标上具有突出成就。 生化需氧量BOD是评价水污染的重要指标, 现行常规的测量方法为五日培养法, 这种方法消耗试剂、 操作复杂、 受干扰因素多、 测定时间长、 不能及时反映水质变化、 无法及时有效地预警突发水污染事件, 鉴于传统方法的缺点, 探索基于高光谱技术的水体BOD含量的估算和反演对水质评定具有重要意义。 以西安地区三处地表水为研究区, 共计60处试验点, 每处试验点重复测定10次光谱与BOD值, 取平均值作为原始光谱, 利用Person相关系数法筛选光谱与BOD值的敏感波段, 并使用主成分分析与最小二乘法消除光谱指标的多重共线性, 建立水质BOD指标的多元线性回归模型与偏最小二乘回归模型。 研究结果如下: (1)BOD敏感波段大体分布于600～900 nm, 共筛选出了35个显著相关的原始光谱指标, 其中758 nm相关系数绝对值最高(0.418); (2)经由主成分分析降维得出的Z1和Z2与BOD指标的多元线性回归模型精度较好(R2=0.565, RMSE=0.007), 且主成分分析中可以明显区分0～0.2与0.4～0.6 mol·L-1 BOD浓度; (3)光谱指标与BOD指标构建偏最小二乘回归模型的精度R2高达0.896, RMSEP=0.746 9(留一交叉法均方根误差); jack.test检验发现628 nm对反演水体BOD含量的影响极其显著, 889与893 nm波段对其影响较为显著; (4)根据模型拟合精度, 筛选的最优的BOD反演模型为偏最小二乘回归模型, 对偏最小二乘模型进行精度检验, 精度较好(R2=0.81)。 基于以上试验结果, 提出了一种基于偏最小二乘法高光谱水质BOD参数的反演方法, 为水质BOD参数动态检测提供了新方法。

长石是地表岩石最重要的造岩矿物, 在地壳中的比例高达60%, 几乎是所有火成岩的主要矿物成分。 随着高光谱技术的发展, 国内外众多学者研究主要造岩矿物含量与其特征光谱的响应关系, 对遥感岩矿识别以及矿化蚀变信息提取提供了多种可能性。 该研究以USGS光谱库里18个火成岩样本为基础数据, 研究长石的特征光谱及其与含量之间的定量关系。 通过原始光谱反射率及其变换(包括小波三层分解高频分量、 小波二层分解、 去包络线后光谱、 去包络线后小波三层分解高频分量及去包络线后小波二层分解), 研究其与长石的含量之间的相关关系, 结果表明： (1)分析六种光谱反射率的变换, 去包络线后小波三层分解高频分量的光谱反射率与长石含量的相关关系最好, 且相关系数正负不断变化, 根据相关系数极值获得长石的特征谱带为431, 570, 972, 1 456, 1 856, 2 292.9和2 481 nm; (2)原始光谱反射率与长石含量的相关性曲线趋势较为平缓, 而经小波分解得到的高频分量后, 趋势明显, 经去包络线及小波分解得到高频分量后, 相关性曲线的变化趋势愈加明显, 由此可见, 自变量的微小变化就会引起因变量变化, 当岩石中长石的含量极小时, 小波分解处理能够提高模型的精度。 将长石含量与特征光谱的关系量化, 运用多元逐步线性回归分析以及最小二乘法建模, 建立6个线性回归模型和6个最小二乘法回归模型, 结果表明： (1)去包络线后的光谱比原始光谱建立的回归模型精度更高, 经过小波二层分解后的低频分量建模的回归模型精度优于未进行小波分解的光谱, 其中去包络线后小波二层分解低频分量建立的回归模型效果最佳。 (2)多元线性回归建立的模型精度优于最小二乘法, 同时筛选对因变量影响较大的自变量, 972, 1 456, 1 856, 2 292.9以及2 481 nm。 因此选择去包络线后的光谱进行多元线性回归法进行分析长石含量与光谱反射率之间关系, 考虑到不同的特征吸收波段对长石含量的影响因子不同, 可以利用长石的特征光谱定量反演某一区域内的长石的含量, 对识别矿物具有重要意义。

为了验证LIBS测量飞灰中碳含量变化的能力, 本文将煤粉与飞灰按照一定比例均匀混合, 得到24种含碳量不同的样品.在不同延迟时间下进行激光诱导击穿光谱实验, 得到温度指标发射强度比IMg1/IMg2随延迟时间的增大而减小, 纯飞灰样品的发射强度比IMg1/IMg2的数值明显大于其他混入煤粉的样品.样品中发射谱线强度比IAl/ISi1随温度指标IMg1/IMg2的增大而减小.飞灰样品加入煤粉后, 对等离子体的温度变化有明显影响.同时引入多元分析的方法, 将样品中C、Al、Mg、Ca、Fe等元素谱线强度与Si元素谱线强度的比值作为多元回归分析的自变量, 碳元素浓度作为因变量, 建立不同延迟时间下的回归方程.结果表明, 采用多元分析的方法进行定量计算, 根据回归模型得到的预测值与参考值之间的误差基本在9%以内.

为了提高大视场红外光电经纬仪测角精度，提出了一种多元回归分析的静态精度标定方法。对影响其精度的原因进行分析，并提出相应的解决办法。首先介绍了红外光电经纬仪的系统组成和测量原理，分析了物像空间在大地坐标系下的坐标对应关系，然后，指出了影响大视场红外光电经纬仪测量精度的原因是由于加工与装调过程中引起的误差，并且该误差与光学设计值不完全一致。最后，针对这一问题，提出了使用多元回归分析数据处理方法，该方法在全视场内按区域建立多元回归分析计算模型，当进行精度解算时，通过多元回归分析模型对脱靶量进行修正，使用修正后的脱靶量进行测角精度计算。实验结果表明：经过多元回归分析修正后的方位角与高低角测角误差标准差分别由21.44″与26.81″提高到7.62″与6.38″。有效地提高了大视场红外光电经纬仪的测角精度。

为提高数控机床热误差补偿模型在实际工程应用中的补偿精度和稳健性, 研究了热误差补偿建模时机床最佳转速状态的选择方法。首先, 以Leaderway V-450数控加工中心主轴Z向为研究对象, 控制机床主轴在空转状态下, 以图谱和恒定转速两种方式进行了多批次实验。然后, 采用模糊聚类结合灰色关联度选择温度敏感点并建立多元线性回归模型。最后, 分析不同转速类型下模型的预测效果并对同种转速类型下模型预测效果进行相对评价, 从而给出热误差补偿建模时机床最佳转速状态的选择方法。实验结果表明, 根据国际标准中不同主轴转速类型建立的热误差补偿模型, 对于机床热误差预测效果存在较大差异。根据实际工程应用选择的最佳转速状态建立的补偿模型有较好的预测效果。

AVHRR陆地气溶胶光学厚度(AOD)反演算法的开发对研究长时间气溶胶的变化规律有重要意义。通过建立AVHRR Level 1b的观测量与同时进行观 测的MODIS的AOD产品的对应关系,利用多元回归的数学算法进行AVHRR陆地AOD的反演。以2008～2011年两者的匹配数据作为回归样本获得多 元回归系数,再应用到2003～2007年中国陆地地区AVHRR的观测上得到了AOD的时空分布,结果表明其空间分布特征与MODIS一致。将反演结 果与同期的Aqua/MODIS 及AERONET的AOD对比分析得到, AVHRR和MODIS的AOD的变化趋势具有很好的一致性。北京、香河等AERONET的观测 值与AVHRR反演的AOD相关系数也在0.6以上。以上结果表明,此多元回归方法对历史AVHRR陆地AOD数据集的反演具有巨大潜力。

激光近净成形的激光功率、扫描速度和分层高度是成形的关键参数。掌握关键参数与影响成形质量和变形的残余应力的关系是降低残余应力与选择合适成形参数的有效途径。利用生死单元技术对钛合金激光近净成形过程进行热力耦合数值求解，得到8 组不同关键参数情况下有限元模型的残余应力分布云图，并对顶层三个位置的残余应力进行采样。对不同参数与残余应力做多元回归分析，得到多元回归方程。通过有限元分析和实验验证多元回归方程的正确性，证明多元回归方法是减少不同参数下成形件残余应力的预测与实验时间、对既定参数残余应力评估的有效方法。

为了有效解决液晶显示中背光能耗与显示质量的矛盾，在综合分析了灰度直方图和主灰度等图像特征与图像背光关系的基础上，提出了一种基于这些特征的调光算法。首先统计输入图像像素灰度的平均值，并依据平均值将图像划分为3种类型[然后统计图像的灰度直方图和主灰度等特征值[最后采用多元回归分析方法分析图像特征与背光之间的关系从而确定背光公式系数，再依据公式计算背光调光亮度。对该算法使用30幅典型图像进行了仿真测试，实验结果表明调光效果指数DEI为095，平均节能率为2822%。与其他算法相比，本文算法具有较高的节能率和较好的显示效果，较好地平衡了显示效果和节能率的矛盾。