污闪是威胁电网安全可靠运行的重要原因之一, 污秽类型差异将直接影响闪络电压大小。因此, 及时掌握绝缘子污秽类型信息对预防污闪有重要作用。为此提出了一种基于SAM-ED光谱匹配的绝缘子污秽类型检测方法。采集不同污秽类型样本高光谱数据, 经黑白校正及多元散射校正(MSC)去除噪声等干扰因素;利用竞争自适应重加权采样法(CARS)对光谱数据进行特征选取, 分别在特征波段和全波段范围内通过SAM-ED光谱匹配法将测试组样本光谱与参考光谱进行匹配, 根据匹配结果对样本进行分类;实验结果表明: 相比于光谱角匹配法和最小距离法, SAM-ED光谱匹配法检测效果更好;基于全波长数据进行SAM-ED光谱匹配准确率可达95%, 基于特征波长数据进行SAM-ED光谱匹配准确率可达98.33%。

针对现有高光谱视频目标跟踪算法在目标尺度发生变化时容易出现跟踪精度下降的问题，提出一种基于光谱匹配降维和特征融合的高光谱目标跟踪算法。首先，利用目标局部光谱和阈值来估计目标光谱，并利用目标光谱与高光谱图像进行朴素相关，实现高光谱图像降维，从而提取目标的深度特征。然后，利用局部方差判断目标区域，提取目标的3D方向梯度直方图（HOG）特征。为保留高光谱图像的光谱信息以及深度特征的语义信息，利用通道卷积融合的方法，得到更具辨别力的融合特征。最后，将融合特征送入相关滤波器，通过尺度池思想提高算法在目标尺度变化挑战下的跟踪鲁棒性。实验结果表明，所提跟踪算法在目标尺度变化挑战下具有更好的性能。

以Nd∶YAG、Cr∶Nd∶YAG和Ce∶Nd∶YAG三种激光材料为研究对象，采取以空间应用和地面应用为导向的两种太阳光谱模型，计算了太阳辐射光谱与材料吸收光谱之间的重叠效率。将激光材料的吸收系数引入重叠效率，分析了经吸收系数修正后，激光材料的太阳光谱匹配效率随吸收长度的变化关系。当接近光谱匹配效率极限值时，地面太阳光谱模型下Nd∶YAG、Cr∶Nd∶YAG和Ce∶Nd∶YAG所需要的吸收长度分别为6.5 cm、4.4 cm和3.7 cm，空间太阳光谱模型下所需要的吸收长度分别为7.3 cm、4.3 cm和3.8 cm，所研究的吸收长度为激光材料的长度参数设计提供了可供参考的最大值。同时Ce∶Nd∶YAG晶体计算出的长度最短，预计泵浦光在该材料中传输时引入的散射损耗将最小，因此以Ce∶Nd∶YAG晶体作为激光材料，有望进一步提高和改善太阳光泵浦激光器的输出性能。

于 2018 年 5 月 9 日搭载高分五号卫星发射的大气痕量气体差分吸收光谱仪 (EMI) 为紫外可见波段高分辨率成像光谱仪。为考察其在轨光谱性能, 首先采用波长寻峰法即以太阳 Fraunhofer 线作为特征峰以快速获取载荷的光谱范围, 然后采用谱线匹配法获取载荷空间维度的光谱弯曲值, 最后采用光谱拟合法获取光谱分辨率的变化。寻峰法通过与标准 Fraunhofer 线进行比对找寻特征峰, 得到其标准波长及对应像元, 经二阶多项式拟合可得到像元-波长对应关系。谱线匹配法通过 Pearson 相关系数法作为判据, 即利用两谱线之间相关系数作为匹配结果的判断条件, 得到测量谱线与标准谱线间的偏移值, 定标结果满足定标精度高于 0.05 nm 的要求。光谱拟合法通过求解将测量谱与高分辨率太阳参考谱拟合, 可以分析光谱分辨率变化。对 2019 年 1 月 7 日全天 15 轨数据的分析结果表明, 光谱分辨率在一天内的变化一致, 其单行标准差不超过 0.01, 因此在之后仪器长时间运作或受到干扰情况下, 利用此方法对其性能衰变进行分析具有重要意义。

针对传统光谱匹配算子在“异物同谱”现象下对光谱精细化差异分辨能力较弱的情况,提出基于位置向量统计(PVS)的光谱匹配算子,同时提出通过匹配算子融合来提高目标识别的方法。PVS算子是在光谱吸收特征中吸收深度的一个延伸,算子首先利用位置向量对光谱曲线进行放大,然后利用投票统计的方法进行地物划分。实验结果表明,在检测概率为70%的情况下,PVS算子的虚警率在两个数据集上平均降低了1.73个百分点和4.77个百分点;同时在算子融合识别中,在检测概率为75.43%的情况下,融合PVS算子的虚警率在两个数据集上平均能够分别降低2.35个百分点和8.26个百分点。

受红外焦平面阵列生产工艺及材料本身特性影响, 红外焦平面阵列不可避免地存在盲元, 严重困扰红外数据的处理与应用。光栅分光推扫式热红外高光谱成像仪一般以红外焦平面阵列的其中的一维作为光谱维进行推扫式成像, 空间维只剩一维, 与一般的热像仪具有二维空间维的成像机制有很大区别。常规的实验室定标法和开窗处理的场景检测方法不能满足该成像方式的盲元检测需求。以热红外高光谱成像仪中的盲元检测为目标, 有针对性地提出了基于光谱匹配的盲元检测算法。该方法从光谱维角度出发, 以不同温度实验室黑体定标数据生成温升光谱数据, 在数据规则化处理的基础上, 自动提取有效像元目标的伪光谱曲线, 采用光谱角匹配的方式实现盲元的自动检测。以典型的热红外高光谱成像仪获取数据并开展盲元检测实验, 结果表明该方法充分利用了热红外高光谱成像仪的光谱维信息, 检测精度较高, 盲元补偿后的数据可满足热红外高光谱数据的行业应用。

大气校正是遥感定量化的一个重要环节,其常用方法是暗目标法。该方法适用于浓密植被地区,但在植被覆盖度较低的地区,暗目标法的适用性较差。提出了一种基于光谱匹配的大气校正方法,以城市地区的不变目标为切入点,针对高分一号(GF-1)卫星全色和多光谱(PMS2)传感器相机开展大气校正方法的研究。该方法利用6S辐射传输模型构建大气校正参数查找表,得到了影像上的水泥路面在不同大气条件下的反演光谱;同时,利用水泥路面的平均实测光谱作为参考光谱,通过参考光谱与测试光谱的光谱角度匹配,找到最相近的光谱曲线,用以确定大气校正参数,并对影像进行大气校正。实验结果表明:该大气校正方法效果良好,反演得到的地表反射率与典型地物的光谱数据比较吻合,更好地还原了地表的真实情况,为植被稀疏地区的大气校正工作提供了新思路。