为实现建筑物单体信息的高精度提取, 采用基于规则的面向对象方法, 提出了一种经图像预处理、多尺度分割、构建规则信息和特征提取的技术流程。以基于国产高分二号卫星的扬州市两个样本区 (佳家花园小区和联谊南苑小区) 为例对该方法进行了实验验证, 研究结果表明: 与传统方法相比, 新方法提取的效果更好、精度更高, 识别精度达到 97.7%, Kappa 系数为 0.93。

针对建筑物特征信息提取的效率和精度问题,提出了一种基于点云切片和最小包围矩形的建筑物特征信息提取算法。该算法先对点云进行去噪和切片处理,然后利用每个切片中相邻点之间的水平角和竖直角差值自动快速提取建筑物整体和门窗的轮廓点,之后对轮廓点进行滤波、分类和排序,最后采用最小包围矩形提取规则建筑的整体尺寸和门窗尺寸信息。通过三组实验,将提取出的建筑物整体和门窗尺寸与实际尺寸进行比较,结果表明:所提算法对建筑物门窗和整体尺寸的提取准确度在3 cm以内,总体精度可达97.4%以上,对160万左右建筑物点云数据的提取总时间在8 s以内,证明了所提算法的有效性。

茶叶傅里叶近红外光谱（FTNIR）中含有茶叶的有机物化学成分信息, 不同品种茶叶的化学成分和含量都有差异, 所以利用傅里叶近红外光谱进行茶叶品种分类是可行的。 由于茶叶近红外光谱数据具有维数高, 有波峰和波谷, 光谱重叠交错等特点, 所以准确分类光谱数据存在困难。 为此, 提出一种可能模糊鉴别C均值聚类（PFDCM）算法, 将模糊线性判别分析（FLDA）引入到可能模糊C均值聚类（PFCM）算法中, 在模糊聚类过程中FLDA可提取茶叶近红外光谱的鉴别信息和进行数据空间的转换。 PFDCM在对茶叶光谱进行模糊聚类后得到的模糊隶属度和典型值可实现茶叶近红外光谱的准确聚类, 具有聚类速度快, 准确率高等优点。 由于PFDCM的典型值没有隶属度之和为1的约束条件, 因而PFDCM在聚类含噪声的光谱数据方面优于模糊C均值聚类（FCM）。 采集岳西翠兰, 六安瓜片, 施集毛峰和黄山毛峰四种茶叶共260个样本, 采用Antaris Ⅱ型傅里叶近红外光谱仪采集茶叶的傅里叶近红外光谱。 光谱波数范围为10 000~4 000 cm-1, 实验所得近红外光谱为1 557维的高维数据。 首先, 将光谱数据用多元散射校正（MSC）进行预处理以减少光谱散射和噪声影响和增加信噪比； 其次, 用主成分分析法（PCA）降低光谱数据空间的维数, 经过PCA处理后光谱数据维数为7； 然后, 用线性判别分析（LDA）提取光谱数据中的鉴别信息并将光谱数据空间的维数进一步降低到3维； 最后, 分别用FCM, 可能模糊C均值聚类（PFCM）和PFDCM进行数据的聚类分析, 实现茶叶品种的准确分类。 实验结果： 权重指数m=2.0, η=2.0, FCM, PFCM和PFDCM聚类算法的聚类准确率分别为93.60%, 93.02%和98.84%； FCM收敛时共迭代25次, 而PFCM和PFDCM收敛时分别迭代8次和23次； 模糊聚类收敛所消耗的时间, FCM最少, 而PFDCM最多。 FTNIR技术结合MSC, PCA, LDA和PFDCM提供了一种实现茶叶品种准确鉴别的分类模型。

钻探是地质勘探的重要手段之一, 近年来, 随着我国地质事业的发展, 大量岩心的存放和共享成了亟待解决的问题, 研制岩心光谱扫描仪, 实现岩心数字化解决了这一问题。 然而, 岩心光谱数据和图像数据的大量产生, 对数据处理又提出了新要求。 根据光谱学原理和光谱分析方法, 对岩心扫描仪的光谱数据进行光谱分析和蚀变矿物填图, 可以为地质科研、 矿床分析和外围找矿提供依据。 岩心图像也是岩心信息不可缺少的部分, 由于岩心扫描仪探测器的局限性、 光照条件以及岩心圆柱形的影响, 会造成采集到的岩心图像光照不均和辐射畸变。 使用非线性的双边滤波法来锐化图像, 然后用黑白板定标的方法校正岩心图像, 使岩心图像更加接近真实状况。 用角点检测法进行特征点检测, 完成了图像自动拼接工作, 把一张张岩心图像按照岩心钻孔的顺序拼接成岩心柱和岩心盘, 使岩心图像显示更直观。 矿物的光谱分析是岩心扫描技术的核心, 矿物不同, 其特征吸收峰的位置也不同。 常采用的矿物检索方法是吸收峰位匹配法, 该方法适合混合矿物光谱检索。 峰位匹配的依据是标准数据库, 提出了分类数据库检索法, 即根据矿物类型的不同, 把标准数据库分为泥化蚀变矿物库、 斑岩型蚀变矿物库、 绢云母化蚀变矿物库等子数据库, 根据样品图像及所处地质环境判断, 选择合适的子数据库进行检索分析。 文中进行两个实验, 分别使用标准数据库和分类数据库分析同一样品, 其分析结果表明准确率后者更高; 使用标准数据库和分类数据库对同一批样品（141个样品）进行处理, 用时分别是231和44 s。 实验证明: 分类数据库法不仅可以提高检索的准确度, 还能大大加快检索速度, 是准确、 快速检索海量数据的有效方法。 该方法是光谱检索中新颖、 独特、 有效的方法, 是本文的创新之处。 矿物光谱含有丰富的信息, 其特征峰的峰强度、 峰强比、 峰位移、 半高宽和反射率分别反应矿物的相对含量、 相对温度、 阳离子交换情况、 结晶度和颜色等信息, 提取同一批矿物的这些信息, 对比分析, 可获得成矿模型, 揭示成矿规律。 以安徽宣城一个钻孔为例, 对岩心光谱扫描仪的数据进行自动图像拼接、 光谱分析和蚀变矿物填图。 从蚀变矿物信息提取图分析看出, 该地区是酸性、 低温的地质环境, 低温区岩石颜色较深, 在低温区中间也有高岭石、 蒙脱石, 说明具有良好的储油环境。 经实践证明, 该方法不仅效率高, 能节省大量人工工作量, 还能得到高质量的岩心盘拼接图、 岩心柱状拼接和蚀变矿物信息提取图, 是地质工作者处理岩心数据实用、 可靠的方法。

稀土是一种重要的战略资源, 由于稀土资源的稀缺, 近年来对其反射波谱特征与高光谱信息提取的研究较为薄弱。 笔者首先从稀土电子层构型和能级跃迁的层面阐述了其光谱机理。 稀土由于其特殊的电子构型, 它们的4f电子的f-f组态之内容易跃迁, 在可见光-近红外有其特有的波谱吸收特征。 其次结合自己开展的一些工作, 系统总结了15种稀土单元素、 稀土矿物(含稀土的氟碳酸盐、 磷酸盐、 硅酸盐矿物)、 稀土溶液的反射波谱特征, 可见15种稀土单元素的反射特征差异较大, 稀土矿物及溶液的波谱特征是化学组成中优势稀土元素的体现, 吸收强弱随着稀土浓度的降低逐渐减弱甚至消失。 由于稀土信息提取对高光谱传感器要求较为苛刻, 目前的研究主要集中于近距离高光谱传感器探测, 航空及航天高光谱遥感探测存在一定困难, 根据单元素的波谱吸收特征, 近距离高光谱传感器目前可成功提取Nd, Er, Dy, Ho, Sm和Tm等的分布信息; 最后文章展望了稀土反射波谱及高光谱稀土找矿研究的难点和重点, 旨在为今后研究提供新的思路。

为了解决目前主流的显著性检测算法在复杂多目标遥感图像中检测能力不足的问题, 提出一种基于超像素区域相似性度量的显著目标提取算法。该算法利用简单线性迭代聚类方法对原始图像进行超像素分割, 通过基于图论的视觉显著性方法检测出显著超像素, 并对其修正得到显著目标提取的训练样本, 进一步逐层计算全体超像素区域与显著超像素区域的相似性并转化为超像素区域的隶属度值, 最后实现对整幅超像素图像的显著目标提取。实验结果表明, 该算法具有较高的准确率和召回率, 能更加有效地检测出遥感图像中的显著目标, 提取效果优于主流的显著性检测算法, 还可以有效应用于复杂多目标的遥感图像显著目标信息提取中。

转基因技术对于实现粮食增产, 保护生物多样性, 减少化学农药使用量等方面有着重大意义, 但也可能存在一定的安全隐患。 因此, 转基因作物检测鉴别技术的研究愈发受到重视。 本文采用中红外光谱分析技术, 研究对不同品种的转基因大豆及其亲本进行鉴别的可行性。 实验采集了三种不同的非转基因大豆亲本（HC6, JACK和W82）及其转基因大豆品种在3 818～734　cm-1范围内的光谱信息。 采用偏最小二乘-判别分析（partial least squares-discriminant analysis, PLS-DA）进行判别分析, 三种大豆的建模集的判别正确率分别为96.67%, 96.67%和83.33%, 预测集的判别正确率分别为83.33%, 85%和85%。 研究中采用X-loading weights、 变量投影重要性（variable importance in the projection, VIP）和二阶导数（second derivative, 2-Der）三种特征波数选择方法对光谱数据进行处理, 并根据得到的特征波数分别建立PLS-DA模型进行判别分析, 三种大豆的建模集和预测集的判别正确率均超过76.67%和75%。 采用主成分分析（principal component analysis, PCA）和独立组分分析（independent component analysis, ICA）两种特征信息提取方法对光谱数据进行处理, 分别建立PCA-PLS-DA和ICA-PLS-DA模型进行判别分析, 三种大豆的建模集和预测集的判别正确率均超过80%和75%。 研究表明中红外光谱分析技术可以较为准确地鉴别非转基因亲本与转基因品种, 为转基因大豆的无损鉴别提供新的思路。 同时结合特征波数选择方法与特征信息提取方法可以有效地降低模型复杂度, 减少程序运算量。

玫瑰扫描机制下的红外制导跟踪系统采用单元探测器，不具备直接测试绕动大小的能力，因此这类产品调试后剩余动平衡的风险较大。利用方位信息提取原理建立了扫描轨迹能量分布分析工具，对绕动不平衡条件下位标器方位信息提取误差进行了研究，确定了以光学系统坐标系为平衡基准的工艺方法。提出了分别检测与平衡两轴惯性积的策略，得到的精细化算法有助于提高平衡精度等级。

为了实现同时兼顾大、小颗粒测量的液体颗粒计数, 在分析细小光束照射下球形颗粒脉冲信号波形特征的基础上, 提出了一种颗粒粒径信息提取方法, 该方法通过对脉冲信号积分将颗粒脉冲信号的幅度与持续时间结合, 可更加准确地提取颗粒的等效粒径信息.对理想脉冲信号进行数值模拟, 并采用乳胶微粒标准物质进行实验测试, 结果表明, 该方法能够有效地提取大颗粒和小颗粒的粒径信息, 从而拓宽了仪器检测范围.同时, 分析了流速和噪声对该方法提取粒径准确性的影响, 结果表明当流速波动小于10%时, 测量误差小于5.41%; 当噪声小于1%时, 测量误差小于0.50%.