土壤有机碳含量是土壤肥力与土壤质量的主要决定因素, 与土壤生产力密切相关。 采用高光谱模型估算土壤有机碳含量成为了解土壤肥力的重要方法。 利用高光谱分析技术结合机器算法实现快速、 高精度的估算土壤有机碳含量, 对土壤肥力的可持续利用至关重要。 根据实测的土壤有机碳含量及其高光谱反射率数据, 运用Savitzky Golay方法对光谱波段进行平滑去噪, 采用连续投影算法（SPA）、 遗传算法（GA）对原始光谱及其5种不同数学变换光谱分别进行特征波段的筛选, 并基于随机森林（RF）方法构建土壤有机碳含量的高光谱估算模型。 为进一步降低模型的复杂度, 将SPA算法与GA算法相结合, 寻找最佳特征参数, 以提升土壤有机碳含量特征波段的识别率和可信度。 结果表明: （1）在原始光谱中, 基于GA算法筛选SOC含量的高光谱响应波段主要集中在350~410、 827~928、 997~1 064、 1 201~1 234、 1 541~1 574、 1 667~1 710、 2 153~2 186和2 357~2 707 nm; 当RMSE为6.09时, SPA算法筛选了11个特征变量。 （2）基于GA算法筛选特征波段时, 原始光谱R、 标准正态变量（SNV）、 多元散射校正（MSC）、 一阶微分（FD）、 对数的倒数（RL）与连续统去除（CR）的维数分别降低到407、 697、 668、 667、 493、 784维, 占全光谱波段的18.93%~36.47%; 基于GA-SPA算法筛选后, 6种光谱变量的维度介于8~17维, RMSE介于4.53~6.30。 （3）在一阶微分光谱形式下, 基于GA-SPA算法挑选的12个特征变量所构建的RF模型预测效果最好, 模型的建模集R2c为0.78, RMSEc为5.48, 验证集R2p为0.82, RMSEp为4.50, RPD为2.18。 研究表明, 光谱一阶微分可以增强土壤的光谱信息, GA算法结合SPA算法寻找光谱特征变量, 既简化了估算模型的复杂度, 又提高了估算模型的精度, 基于遗传算法—连续投影算法的高光谱模型具有较高的估算能力。

针对实际水声信道无法获知先验稀疏度和导频资源问题, 提出一种改进的稀疏度自适应弱选择匹配追踪算法(MSASWOMP)。将稀疏度初始估计作为初始支撑集的大小, 对原子进行阈值弱选择得到的原子支撑集作为回溯筛选的候选集; 再以初始支撑集大小为回溯开始初始条件值进行二次筛选; 最后利用变阶段步长方法进行稀疏度逐步精确估计, 自适应更新回溯开始条件值。仿真实验分析了阈值参数、稀疏度估计步长和导频数目对于 MSASWOMP算法的影响, 结果表明, 该算法能以更少的导频数目获得更精确的信道估计值, 节省导频资源的同时, 其均方误差 (MSE)优于传统算法。

针对气象观测领域的研究与应用需要，设计并建立了一种面向气象观测的雷声数据库，其中包含闷雷 28个、霹雳 33个和干扰声 61个，共 122个样本。首先对样本进行采集、制定命名规则并做标签，再针对此数据库使用支持向量机(SVM)与组稀疏最小二乘回归(GSLSR)进行基准实验并对样本进行评价。仿真实验结果表明，雷声数据库的建立为气象领域的研究提供了应用基础和前提。

语义地图能够帮助移动机器人更好地理解环境，改善定位性能。为了提高语义地图的精度，本文提出一种激光与视觉融合识别并构建语义地图的方法。首先对激光雷达击中点进行直线拟合，提取凸凹墙角信息；然后利用相机和电子罗盘进行墙角的方向性进行区分，得到丰富的墙角类别信息；接着利用墙角信息对柜式物体进行误识别去除，融合激光深度信息，得到更加精确的物体语义信息；最后利用贝叶斯估计增量式地构建语义地图，消除语义栅格重叠构建的问题。通过仿真环境以及真实环境下的实验验证了该方法的有效性，同时利用语义地图进行重定位实验验证了该语义地图能有效改善定位性能。

低轨道卫星热环境复杂恶劣，对遥感相机光机结构的热性能提出了严格要求。本文提出了一 种基于在轨温度场的光、机、热一体化仿真分析方法，以某低轨道卫星相机为例，分别采用Thermal Desktop、 MSC Patran/Nastran、 Code V 构建热分析模型、结构有限元分析模型、光学分析模型，分 析得出了相机单次成像时间内最极端工况下各反射镜的平移、倾斜及镜间距变化量等结构变形特性， 计算了光学系统 MTF 的变化，并剖析了系统传函的主要影响因素。然后从主承力结构的结构参数 出发进行了优化设计，优化结果表明主承力结构线胀系数在（5?5.5）X10「6时系统热特性最优，系统 传函满足指标要求。

光力学系统的优势在于可以通过与力学振子的相互作用使得不同频率的子系统纠缠起来。本文研究了特殊条件下腔内因光力耦合而纠缠的两个纵模在输出腔外后的纠缠情况。在协方差矩阵中考虑滤波函数和输入输出关系的影响。结果表明输出的两光模之间仍存在稳态纠缠, 并且选择较小的滤波带宽可以在较大的失谐范围内显著增强输出场的纠缠。这对于实际实验中制备和输出纠缠态光场具有重要参考价值。

蓝绿激光在水下目标精细探测中具有重要的应用前景。基于端面圆周的快速数值遍历算法, 通过建立扫描光束与运动目标的交会方程, 对水下目标的激光扫描探测过程进行了数值建模。结果表明: 目标穿越光束扫描区的最短时间并非出现在迎头相遇的交会情况中。其次, 通过采用蒙特卡罗模拟, 仿真分析了脉冲频率、扫描频率、扫描半角以及目标距离对探测概率的影响, 并得出扫描参数的最优设计。文中建立的数值模型可为水下激光探测系统的合理设计提供理论依据。

红外辐射特性是**装备的一项重要指标。目前, 通过理论计算对其进行设计, 并基于风洞进行静态试验, 最后通过外场实际动态试验进行验证。与设计及风洞试验相比, 外场试验具有很多复杂因素, 因此对外场设备的精度进行检验是十分必要的。阐述了在外场对红外辐射测量标定精度进行验证的方法流程, 并给出了实际测量结果。

高速飞行目标的测量温度对研究其热防护性能有着极其重要的意义，分析了高速飞行目标红外辐射成像的特点，指出了高速飞行目标红外成像较为模糊的3 个原因：1）红外光学系统本身使得能量扩散，由点扩散函数表示；2）目标拖尾；3）大气抖动，这使得静止或低速目标辐射测温算法已经不再适用。提出了一种有效计算高速飞行目标辐射温度的方法，首先通过图像分割从红外图像中把飞行目标和背景区域提取出来，再通过标定数据计算目标辐射强度，同时扣除背景能量以及考虑大气透过率，再根据目标的视在面积和发射率计算目标的等效辐射亮度，最后通过查表得到目标的等效辐射温度。