介绍了水浊度常用的两种测量方法散射法和透射法的原理、特点及其适用范围。结合散射法、透射法特点,提出一种 适用于大范围变化浊度测量的综合式探测方法—比值法,并采用了基于比值法的天健TTS浊度计,以及自制的实验平台 对福尔玛荆标准液进行测量。列出了TTS浊度计和自制实验平台的测量数据,同时推导了自制实验平台数据处理的 公式,并计算出使用不同方法的浊度值。对实验结果的分析和比较表明比值法能有效提高水浊度的测量精度,扩大水浊度的量程。

基于主动轮廓模型(Snakes)理论研究了高分辨率遥感影像道路的提取。针对高分辨率遥感影像中 道路特征,通过改进现存方法得出更为适合道路提取的主动轮廓模型,并利用其完成道路提取工 作。通过对1 m分辨率的IKONOS影像进行实验,结果表明该方法能够较好地提取出城市高分辨 率影像中弯曲道路的完整对称边缘信息。

选用海南岛南部海区的EO-1 Hyperion高光谱遥感数据进行了浅海水深直接反演方法的研究。水深反演的关键 问题是水体漫衰减系数的获取和海底底质的分类。通过主成分分析方法进行海底底部分类;应用QAA算法可 以计算得到光学深水的漫衰减系数Kd,并对沿海光学浅水求Kd的方法提出了修正方法,最终代入基于辐射传 递理论的直接反演方法中计算得到浅海水深。结果表明直接反演方法能够较快得到水深结果,且能够与海图匹配。

设计了以TMS320DM6437为核心的信标光高速探测与处理系统。由于TMS320DM6437内存较小, 片内数据内存只有128 KB,大量的数据图像无法一次移入片内RAM,这就使得现有的图像质心 跟踪算法无法在TMS320DM6437上快速运行。针对这一问题,在质心跟踪算法的基础上提出了 一种新的数据处理方法,使之在保持质心跟踪算法的跟踪精度、可靠性的同时可以高速运行在小内存的DSP系统上。

为了达到在0.4～1.0 μm波段实现绝对不确定度0.05%以内、相对稳定性0.03%/年的太阳绝 对光谱辐照度观测,在太阳绝对光谱辐照度仪研制过程中,入射狭缝光阑的面积需要实现高精度的测量。设计了 激光扫描法和通量比较法相结合的测量方法。测量中以激光-积分球系统作为光源,用高精度trap探测器接收信 号,无需基准光阑,同时突破了激光扫描法测量中对小尺度光阑的限制。对标称为7 mm×0.1 mm光阑 面积的测量中,相对不确定度为4.5×10－4。

通过融合热带测雨卫星(TRMM)测雨雷达和可见光/红外扫描仪十年的探测结果,利 用PR对降水云的直接识别,分析研究了夏季热带和副热带地区降水云及层状降水云和对流降水云的 可见光0.63 μm与红外10.8 μm通道信号的气候特征。研究结果表明热带辐合带(ITCZ)、南半 球辐合带(SPCZ)、亚洲季风区、热带非洲、北美及南美热带地区降水云的0.63 μm通道平均反 射率均大于0.5,最大平均反射率可达0.7以上,且降水云平均反射率在陆面高于洋面；热带和副 热带非降水情况的0.63 μm通道的平均反射率量值变化于0.1～0.4之间。夏季热带和 副热带95%以上的对流降水平均反射率超过0.5,而只有50%层云降水的平均反射率超过0.5。夏季 亚洲季风区、ITCZ、SPCZ、热带非洲降水区域的10.8 μm通道平均辐射温度低于250 K,而非降水情 形的平均辐射温度高于280 K;热带非洲、青藏高原、中美洲及热带东太平洋对流降水的10.8 μm通道平均 辐射温度多低于230 K,而在东北和东南太平洋、北部非洲和南部非洲、南美陆面的大部分地区层云降水 该通道的平均温度在280～290 K之间。研究结果还表明降水情形下,热带东半球热辐射温度 比西半球温度偏低约10 K,相应东半球的0.63 μm通道平均反射率也高于西半球。

利用中国科学院安徽光学精密机械研究所自行研制的L625紫外差分吸收激光雷达在合肥进行了长期的观测,对L625差分吸收 激光雷达在1996～2009年观测的大气臭氧数据进行了分析,并与AURA卫星的观测数据进行了对比,得到了 合肥上空大气臭氧月、季平均垂直分布的特征,初步给出合肥上空平流层臭氧的变化趋势。

介绍了AML-2车载式大气环境激光雷达系统结构和主要技术参数。详细阐述了测量气溶胶粒子消光系数和污染气体浓 度的基本原理和数据处理方法。 给出了2008年冬季大气参数合肥综合观测实验中获得的SO2 、NO2 、O3 和气溶胶的垂直分布。从观测结 果中可以看出,合肥冬季SO2 和NO2 的浓度比较小, O3 有明显的时间变化,主要是由于受到太阳辐射的影响。通过对气溶胶消光系数垂直廓线的分 析,可以看出边界层的高度有明显的日变化。分析了 这三种污染成分和气溶胶的空间分布规律,并结合天气和其它大气参数讨论了污染物分布状况形成的原因。

为了研究中国东部典型地区气溶胶粒子谱分布特征,建立东部典型地区的气溶胶粒子谱分布模式, 1998年11月～2010年6月期间,使用光学粒子计数器对合肥、岳西、厦门和北京等地区的大气气溶胶 进行了长期测量。使用对数正态分布对谱分布进行拟合,对不同地区不同月份的气溶胶谱分布 进行了统计和对比分析,初步建立中国东部典型地区气溶胶谱分布模式。

大气折射率结构常数C2n是表示大气光学湍流强度的一个重要参数,利用温度脉动探空仪对合肥地 区大气折射率结构常数进行了长期连续的实地探空测量,对大量探空实验数据的统计分析得出合肥地 区(0～25 km)折射率结构常数随高度的分布廓线,并对其进行统计矩和概率分布的分析,研究表明合 肥地区大气湍流随高度分布基本符合对数正态分布,昼夜变化量约为0.8个量级,大气折射率结构常数C2n的 概率分布存在昼夜差异,白天的C2n比夜间的C2n峰值要大2个数量级。

介绍了采用米散射激光雷达测量湍流信息的理论原理,分析了现有AML-2米散射激光雷达 进行实验探测的可行性,并于2009年3月15日在水平方向上开展了初步实验。从回波信号曲线及 数据分析结果来看, AML-2激光雷达探测湍流的有效距离为300～820 m;归一化光强起伏 方差即闪烁指数数值在0.001～0.1之间,且随距离增加而不断增大,闪烁饱和现象不太明显; 大气折射率结构常数数值基本在1.0×10-15m-2/3左右,在水平方向上基本 保持均匀性。总体上,闪烁指数和折射率结构常数随路径的变化趋势多数符合理论结果。

用激光吸收光谱方法对大气水汽浓度检测进行了研究。采用窄线宽的半导体激光器作光源,通过直接吸收 光谱技术来反演气体浓度。低阶多项式对直接吸收信号进行基线拟合以消除光强波动获得吸光度曲线,再 用非线性拟合Levenberg-Marquardt算法进行线型拟合获取积分吸光度,从而根据HITRAN数据库中或实验 室测定的吸收线强和展宽系数等参数来进行水汽浓度的直接反演。选取了1.4 μm附近的两条水汽吸收线进 行了浓度检测验证和分析。