由于二氧化氮（NO₂）在大气中的存活寿命较短，卫星遥感反演的对流层NO₂柱浓度与近地面NO₂浓度关系密切。欧洲航天局（ESA）S5P卫星的对流层检测仪（TROPOMI）载荷提供了目前最高空间分辨率的对流层NO₂数据，其在近地面NO₂浓度估算方面的潜在优势亟待检验。为此，本文采用极限梯度提升（XGBoost）算法和4年（2018—2021年）的TROPOMI/臭氧检测仪（OMI）数据估算了我国近地面NO₂浓度并开展了对比性分析。结果表明：1）TROPOMI的估算结果在精度和空间覆盖度两个方面，均明显高于OMI的结果；2）OMI数据由于自身空间分辨率的限制，无法和TROPOMI一样识别出NO₂浓度高值区附近的空间分布细节，导致其估算结果存在更严重的高估或低估。进一步，针对机器学习方法估算近地面NO₂普遍存在高值低估的现象，通过集成模型进行优化，得到了更优的结果（R²=0.85，slope为 0.89）。该研究结果有利于促进卫星遥感在近地面NO₂浓度估算与暴露评估领域的深入应用。

叶绿素a（Chlorophyll-a, Chl-a）浓度是监测浮游植物和水质状况的代表性指标, 对湖泊富营养化评价具有重要意义。 为了探求南漪湖多时相的Chl-a浓度高光谱特征及反演方法, 选取2020年—2021年间南漪湖8次走航式水体实验同步采集的98组高光谱数据和Chl-a浓度数据, 分析不同Chl-a浓度条件下南漪湖实测光谱的变化特征, 同时考虑水质组分变化和采样时间变化对光谱的影响, 提取能反映Chl-a浓度信息的特征波段。 然后引入峰谷距离法、 荧光基线高度法、 峰面积法和基于峰面积法改进的谷上峰面积法共同反演南漪湖Chl-a浓度, 并利用5折交叉验证法比较不同反演算法的优劣。 研究结果表明: （1）随着Chl-a浓度的增大, 荧光峰位置向红外方向移动, Chl-a吸收谷和荧光峰分别有加深和升高的趋势, 峰谷差异更加明显, 荧光峰附近谱段能够有效反映Chl-a浓度变化; （2）利用5折交叉验证法将样本分为5组, 依次作为验证集进行建模, 对于不同组别的验证集各方法的RMSE和 MAPE极差平均值分别为0.437 5 μg·L-1和28.27%, 可见样本建模集与验证集的选取会显著影响精度评价结果, 5折交叉验证的方法可以减小上述误差, 在样本范围内最大程度地比较出各方法的优劣; （3）结合Chl-a浓度吸收谷极小值处水平切线提出的谷上峰面积法取得了最优的反演结果, 其验证精度分别为R2=0.756 7, RMSE=1.653 1 μg·L-1, MAPE=40.77%, 相较于峰谷距离法、 荧光基线高度法和峰面积法精度均有提升, 为叶绿素a浓度荧光反演提供了新的思路。

紫苏［Perilla frutescens(L.)Britt.］是一种新型油料经济作物。转录因子WRI1(WRINKLED1)参与调控植物油脂合成积累。为探究紫苏PfWRI1在油脂合成积累及胁迫响应过程中的分子调控机制, 通过分子克隆技术分离得到PfWRI1的完整编码区, 利用生物信息学分析工具和半定量PCR(sqRT-PCR)及实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对序列特征及表达水平等进行分析。结果显示: PfWRI1转录因子属于AP2(APETALA2)超家族, 包含2个AP2保守结构域; 亚细胞定位预测分析显示, PfWRI1转录因子定位于细胞核; 无规则卷曲和α-螺旋是PfWRI1蛋白二级结构中的主要结构元件; 系统进化分析表明, PfWRI1与芝麻和油梨WRI1的亲缘关系最近; 互作蛋白预测表明, PfWRI1蛋白可能与LEC1(LEAFYCOTYLEDON1)、FATA(fatty acyl-acyl carrier protien thioesterase)、FATB和PDAT(phospholipids:diacylglycerol acyltransferase)等存在互作关系; PfWRI1在紫苏的不同组织中均有表达, 随种子成熟其表达量呈现先升高后降低的模式, 且在发育中后期(开花后30 d)种子的表达量最高, 表明PfWRI1可能在紫苏种子油脂合成中具有调控作用; 紫苏幼苗经过低温胁迫后, PfWRI1的表达量在胁迫12 h后显著上调, 说明PfWRI1可能参与紫苏幼苗冷胁迫响应。这些结果为进一步研究PfWRI1在紫苏油脂合成积累和胁迫响应中的分子机制及功能奠定了基础, 为紫苏和其他油料作物的遗传改良和新品种选育提供了理论依据。

为了分析地震对输电线路的影响，利用OPGW分布式光传感监测系统采集了地震案例数据，对输电线路受地震影响时的振动进行了特征分析，并初步尝试以实测塔线体系振动数据开展地震对输电线路的影响程度评估，充分验证了基于光纤复合架空地线(OPGW)的分布式光传感监测系统可以准确监测到输电线路通道的地震活动，并能感知全线路受地震波的影响情况。

病害作为影响农作物生长的主要因素之一, 平均每年造成农作物产量损失高达12%以上。 病害不仅直接导致农作物产量减少, 而且也严重降低了农产品的品质, 甚至引发食品安全事故。 光谱成像作为一种融合图像处理和光谱学的信息获取技术, 能同时获取目标的图像信息和光谱信息, 从而更直观表达目标的特征。 光谱成像技术可以获得图像上每个点的光谱数据, 从而实现对作物病害的颜色、 形状和纹理特征及光谱特征的分析, 具有快速、 直观和无损等特点, 近些年在作物病害检测领域的应用取得了较大研究进展。 综述了近六年来国内外关于光谱成像技术在作物病害检测领域应用的相关文献, 分析了光谱成像技术的优势和局限性, 重点阐述了光谱成像作物病害检测中关键的第三个技术： (1）光谱图像分割技术, 重点分析了四种常见分割算法的优点和适用范围； (2）光谱特征和空间特征提取技术, 重点对比了空间特征、 光谱特征和二者加权组合对病害信息表达的准确性； (3）检测模型, 重点介绍了光谱植被指数和机器学习模型在作物病害检测中的稳定性和前景。 最后, 根据上述分析展望了光谱成像技术在作物病害检测领域中应用的研究趋势, 为相关研究提供全面且系统的参考。

有机污染物是水体污染的主要来源, 水体有机污染程度可通过化学需氧量(COD)指标综合表示。 与传统复杂专业的化学检测手段相比, 遥感技术因具有快速、 实时、 非接触、 大面积等独特优势而广泛用于水体水质监测, 包括叶绿素、 悬浮物和黄色物质等生色参数的定量反演。 然而目前对于水体COD这一重要水质参数的遥感反演报道不足, 这主要是因为影响COD浓度的有机污染物复杂多变、 光谱响应机理尚不明晰。 通过测量实验室配比的不同浓度COD标准液及野外实际水体的可见-短波红外反射光谱（350～2 500 nm）, 分析了水体COD的光谱响应特性。 研究发现, 随着COD浓度增加, 水体反射光谱在可见-短波红外范围内整体逐步上升, 但在540～580和1 000～1 060 nm波段范围内光谱响应快速增强, 表现出—OH伸缩振动的三级倍频和—CH伸缩振动与变形振动的合频吸收特征。 利用上述敏感谱段与全谱段分别对实验室COD标准液和野外实际水体建立偏最小二乘（PLS）回归模型, 其中, COD标准液模型反演精度: (1）敏感谱段, R2=0.972, RMSE=39.629 mg·L-1; (2）全谱段, R2=0.961, RMSE=46.639 mg·L-1; 实际水体模型反演精度: (1）敏感谱段, R2=0.798, RMSE=32.037 mg·L-1; (2）全谱段, R2=0.658, RMSE=48.332 mg·L-1。 结果表明, 不管是COD标准液还是实际水体, 基于敏感谱段的COD反演模型精度均优于基于全谱段的反演模型。 研究可为水体COD遥感反演提供重要的理论与技术支撑。

提出一种融合RGB、YCbCr和区域生长的火焰前景提取算法。首先,在YCbCr算法的基础上,从反光和非反光区域考虑R通道和Y通道之间的关系,避免反光和非反光区域中过多噪声对初始分割的干扰;然后,计算连通区域质心权重,自动确定种子点,对完成颜色分割的图像进行区域生长,达到精细分割的目的;最后,全面分析火焰的静态和动态特征,给出面积和周长变异系数及质心运动距离变化比等,进而将火焰与路灯、蜡烛等干扰源区分开。实验结果表明:所提方法克服了单个算法对火焰场景分析中出现的识别精度不高的缺点,同时能识别出反光和非反光区域并快速排除干扰物,减少误判。

中国玉文化源远流长, 治玉工艺经过各个时代的不断发展和完善, 在一定程度上能反映古代社会生产力发展水平及文化、 贸易、 技术交流等信息。 利用能量色散型X射线荧光光谱(EDXRF)、 激光拉曼光谱(LRS)、 超景深光学显微系统(OM)等分析技术, 结合硅胶覆膜微痕复制技术, 对河南省新郑西亚斯东周墓地出土的一批玉器进行科技分析。 首先利用化学成分和物相结构分析技术确定了玉器材质的矿物属性, 其次利用显微分析技术表征了玉器表面及穿孔内部和印模的加工痕迹, 特别是阴刻纹饰和穿孔微痕特征, 最后探讨了玉器样品的材料属性和加工工艺两者之间的联系。 化学成分和物相结构分析结果表明, 所分析的西亚斯东周玉器材质丰富, 主要矿物组成有滑石、 透闪石、 水晶、 云母等。 玉器表面纹饰微痕特征分析表明, 所分析玉器阴刻工艺采用了两种加工工具, 分别是砣具和手持硬质工具。 穿孔微痕分析特征表明, 钻孔包括单面钻孔和双面/多面钻孔两种方式, 钻孔工艺则有实心钻、 管钻等。 部分玉器钻孔形状和内部微痕特征表明, 尽管均采用了实心钻工艺, 但所采用的实心钻头在形状上存在差异, 同时, 也存在是否配合解玉砂进行钻孔的差异。 不同材料属性的玉器采用了不同的加工工艺。 滑石质玉器, 莫氏硬度1, 器型主要为玉片饰, 其表面阴刻纹饰主要采用手持硬质工具进行刻画, 钻孔主要采用了双面钻孔方式, 并使用了实心钻头未添加解玉砂进行加工, 钻头形状可能为圆锥状; 云母质玉器, 莫氏硬度2~3, 器型主要为玉玦片饰, 纹饰采用了砣具添加解玉砂的加工工艺, 钻孔方式为单面钻孔, 采用了管钻工艺。 透闪石型玉器, 莫氏硬度5~6, 器型主要为玉片饰, 表面纹饰采用砣具配合解玉砂砣刻, 以双面钻孔的方式为主, 钻孔工艺为实心钻头配合解玉砂工艺, 钻头形状与滑石类样品一致, 为圆锥状。 水晶质玉器, 莫氏硬度7, 均为珠饰, 表面无纹饰, 钻孔方式为双面/多面钻孔, 钻孔工艺为实心钻配合解玉砂工艺, 且钻头可能为圆柱形。 研究结果表明, 玉器表面纹饰所采用的阴刻工艺和钻孔工艺, 与玉器本身的材料属性、 器型等存在密切关系。