基于被动傅里叶变换红外光谱仪设计开发了一种新的快速气体识别算法, 利用改进的动量梯度下降法对实测的亮温光谱进行快速的光谱拟合。该方法不需要预先测得背景光谱, 能直接从实测光谱中扣除大气气体和天空等背景的干扰, 在提取出污染气体成分以及浓度的同时, 能实时得到大气中主要气体的浓度程长积, 此方法适用于低空背景下弱信号的污染气体识别分析。

针对在遥感飞机目标检测场景中轻量级算法难以兼顾准确性与实时性的问题, 提出了一种基于YOLOv4结构化剪枝的模型压缩方法。为了使锚框参数更加符合遥感数据集并发挥网络多尺度检测的优势, 采用K-means++算法对数据集进行锚框聚类分析, 并设计尺度自适应调整, 抑制小目标过多以及目标大小接近造成的锚框冗余。此外, 为了减少模型参数量, 利用归一化层中的缩放因子γ进行L1稀疏正则化, 重新评估滤波器及卷积核权重, 对特征信息较少的通道进行迭代剪枝, 然后微调剪枝模型恢复精度。实验结果表明, 剪枝后模型参数量压缩了93.1%, 检测速度比原模型提升2.46倍, 能够在保证检测准确性的同时有效提升检测实时性。

基于聚类思想设计了二维和三维云相态聚类识别算法,结合偏振激光雷达、微波辐射计和毫米波雷达资料,进行了云相态的精细识别与分类方法研究。将云粒子的体退偏比、温度和反射率因子作为聚类网络学习的输入特征量,通过无监督学习区分云层中不同相态的簇划分结果,利用簇划分结果实现了对云相态的精细识别,解决了传统云相态识别中采用单一阈值算法导致的结果误判问题。所设计算法可以实现云中过冷水区、暖云液态水区和冰相的高效识别,同时对混合云相态实现了冰占主导和水占主导的细分。利用偏振激光雷达、微波辐射计和毫米波雷达对西安市上空云层进行了观测,反演了三台仪器的同步观测数据。利用所设计的聚类识别算法对2021年1月9—10日和2021年6月8—9日观测到的云数据进行了二维聚类和三维聚类识别与分析,实现了云层内暖云滴、混合相(冰占主导、水占主导)、过冷水和冰相的区分。通过比较与分析,发现三维聚类识别算法比二维聚类识别算法更能详细地展现相态转换过程的细节信息,整体识别结果与实际天气变换过程吻合。

首次将Raman光纤放大技术与波长调制技术结合,使用Raman光纤 放大器对近红外激光进行了功率放大, 并将放大后的激光应用于远距离天然气管道泄漏遥测中。通过测试Raman光纤放大器在1650 nm波段的性能, 发现Raman光纤放大器输出功率为Pout时,为保证输出信号不发生形变所需的种子光源调制 频率f与Pout满足特定的线性关系, 并以此为基础实现了500 m远距离激光遥感探测,为在机载平台上 开展天然气泄漏激光遥测技术研究提奠定了基础。

介绍了临边观测模式的探测原理及其特点, 给出了美国、欧洲等发达国家关于临边成像光谱仪的研究状况, 并列出了各临边成像光谱仪的核心设计方案及具体的技术指标。最后, 介绍了国内唯一一例临边成像光谱仪的开展情况, 包括设计方案到技术指标。通过对比分析国内外临边成像光谱仪的研究进展, 为我国进一步提高临边成像光谱仪的性能及技术指标提供了理论基础。

偏振是光的固有特性之一。 地球表面和大气中的任何目标物在与光相互作用的过程中, 由于目标物的表面结构、 内部结构以及光入射的角度不同, 都会产生其自身性质决定的特征偏振。 而偏振遥感探测就是以目标物辐射能量的偏振特征作为探测信息, 可以在复杂的背景中提取目标的七维信息并很好地分辨目标物上低反射区域和目标轮廓, 解决了传统遥感所不能解决的大气探测和伪装识别方面的问题, 具有良好的应用前景。 文章介绍了偏振遥感遥测的机理, 详细阐述了偏振探测的理论模拟、 偏振遥感探测仪以及偏振遥感探测技术在大气探测、 地球资源探测、 海洋表面与水下探测、 生物医学、 天文探测、 **等领域应用的国内外研究概况、 水平和发展趋势, 归纳了目前存在的问题, 并指出目前国内外偏振探测技术的研究方向, 以期为后续的同类研究提供参考

对一种使用单一激光源遥感检测甲烷方案的最低可探测的路径-积分浓度进行了理论分析和实验研究，该方案主要采用了频率调制及谐波探测技术。通过理论计算得出了最低可探测甲烷的路径-积分浓度大约为8.7×10-8 m。实验中测得该探测系统的探测灵敏度为8.43×10-6 m/mV，甲烷最低可探测路径-积分浓度为4.2×10-7 m。结果表明该探测系统具有较高的探测灵敏度，完全满足对矿井瓦斯的实时监测要求。