中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所
- 作品数：749 被引量：2,189H指数：20
- 相关作者：张为俊洪津赵南京司福祺饶瑞中更多>>
- 相关机构：中国科学技术大学环境科学与光电技术学院中国科学技术大学研究生院中国科学技术大学研究生院科学岛分院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划安徽省自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学机械工程环境科学与工程电子电信更多>>
- 基于环境星CCD数据的山区大气校正研究
- 2023年
- 山区地形崎岖,高程变化较大,遥感影像地形效应明显,地物的光谱特征容易受到干扰,导致在分类过程中对遥感影像出现误分,不利于遥感信息的提取。基于辐射传输原理,利用Python开发了针对山区的大气校正算法。所提算法充分考虑了太阳直接辐射、天空散射辐射及邻近地表反射辐射对卫星入瞳处目标辐亮度的影响,可以有效地消除地形阴影的影响。利用所提算法,结合数字高程模型(DEM),对环境减灾二号01组卫星的CCD传感器的山区数据进行大气校正研究。分析结果表明:校正后的图像地形效应减弱,图像质量得到了明显的改善,反演得到的地表反射率与实地测量的地物光谱数据比较吻合,为进一步开展定量遥感研究提供了数据质量保障。
- 夏超黄红莲孙晓兵刘晓余海啸韦祎晨
- 关键词：大气校正反射率卫星遥感影像数字高程模型
- 光纤白光干涉仪等臂长技术研究
- 本文介绍了几种光纤干涉仪等臂长技术,比较了各自的优缺点和适用范围,这对实现光纤干涉仪等臂长具有较强的实用价值，为光纤干涉仪的平衡提供参考。
- 李保生刘勇王安
- 关键词：白光干涉仪光纤干涉仪
- 文献传递
- 基于激光雷达探测技术的PM_(2.5)浓度辨识研究被引量：5
- 2021年
- 针对颗粒物浓度的大气分布难以测量的问题,采用532 nm激光雷达,对淮南地区2016年6月1日至12月31日进行连续观测。利用大气边界层高度、气溶胶光学厚度、温度、相对湿度、风速、能见度和实测的颗粒物浓度建立回归预测模型,实现了对颗粒物浓度的辨识研究。由于传统的反向传播(BP)神经网络易陷入局部极小,依据数据特点采用基于遗传算法的反向传播(GA-BP)神经网络进行研究,利用遗传算法寻找最优的权值和阈值,以平衡全局与局部的矛盾。通过两个回归模型的比较,可知GA-BP方法明显优于BP方法,BP方法的测试集的相关指数R^(2)是0.623,平均预测误差是24.692μg/m^(3);GA-BP方法的测试集的相关指数R^(2)是0.899,平均预测误差是7.122μg/m^(3)。由此说明激光雷达可以有效地监测大气颗粒物的分布,并为淮南地区的颗粒物监测提供数据支持和参考依据。
- 付松琳谢晨波李路方志远杨昊王邦新刘东王英俭
- 关键词：遥感激光雷达光学性质神经网络遗传算法
- 基于热解腔衰荡光谱技术对二氧化氮和有机硝酸酯同步测量研究被引量：4
- 2020年
- 基于腔衰荡技术搭建了一套热解双腔式腔衰荡光谱(TD-CRDS)探测系统用于环境大气二氧化氮(NO2)和有机硝酸酯(Organic Nitrate,ON)的快速同步测量。二氧化氮是通过其对406 nm处激光的吸收来直接进行测量的,而有机硝酸酯是通过将其在450℃高温下热解为NO2进行间接测量的,在该温度下,ON的转化效率可达到99%。使用中心波长为406.02 nm的激光器,经NO2高分辨吸收截面与激光光谱卷积获得NO2的有效吸收截面为5.74×10^-19 cm^2·molecule^-1;对加热装置进行稳定性测试,确定最佳流速为1 L/min;NO2腔与ON腔同步测量环境大气中的NO2具有非常好的一致性,相关性系数R2为0.99。经优化,本探测系统的探测限可达2.42×10^9 molecule·cm^-3(标准差为3σ,时间分辨率为1 s)。将TD-CRDS系统与长光程差分吸收光谱(LP-DOAS)测量的NO2进行对比,两者一致性较好,R2为0.93,说明系统测量具有较好的准确性。将该系统应用于外场实验中,获得了NO2和ON的浓度序列。
- 林川胡仁志谢品华吴盛阳童金钊李治艳王凤阳王怡慧
- 关键词：大气光学二氧化氮热解
- 高光谱成像激光雷达扫描镜的分析与设计被引量：5
- 2021年
- 扫描镜是高光谱成像激光雷达的重要组成部件,因此,分析了多面体转镜扫描、振镜扫描、圆锥扫描三种扫描方式,推导了不同扫描方式的轨迹,并结合飞机航迹得到发射激光扫描轨迹与扫描方式的关系。在此基础上,设计了一种用于高光谱成像激光雷达系统的圆锥扫描方式。实验结果表明,在飞行高度为500 m、激光脉冲重复频率为130 kHz、激光发散角为0.3 mrad时,该方式满足视场角等于30°、两个相邻脉冲夹角小于1 mrad的要求。相比其他扫描方式,圆锥扫描可提高激光雷达光斑脚点的密度,为数据的有效采集和地物的精准分类提供了帮助。
- 钱立勇吴德成刘东刘东魏巍钟刘军王文举王英俭王英俭
- 关键词：遥感扫描镜成像系统激光雷达
- 3.93μm激光外差光谱系统光学结构设计与N_(2)O测量
- 2023年
- 激光外差光谱(LHS)系统具有光谱分辨率高、探测灵敏度高和体积小等特点,在高分辨率太阳光谱和整层大气透过率测量等应用中受到关注。以3.93μm分布反馈式带间级联激光器(DFB-ICL)作为本振光源搭建了激光外差光谱测量系统,以太阳光作为信号光,利用Zemax光学仿真软件对太阳光与激光的耦合进行设计和仿真。基于开普勒望远镜原理设计了太阳光整形结构。光斑整形后有效提高了外差耦合效率,将系统信噪比提高至162.1,比无整形条件下获得的信噪比提高了一倍。利用搭建的激光外差系统实测了合肥地区整层大气N_(2)O吸收光谱,采用最优估算法反演了N_(2)O的柱浓度,均值为0.311×10^(-6),反演结果与EM27/SUN的实测结果进行比较,两种方式获得的N_(2)O柱浓度相关性为0.856。测量结果表明,激光外差光谱测量系统的光学结构经设计和优化后,光学耦合效率和系统信噪比均得到有效提升,基于实测太阳光谱反演获得的N_(2)O柱浓度也与商用仪器观测结果具有较好的一致性。
- 张天民黄俊黄尧齐刚袁子豪曹振松黄印博饶瑞中卢兴吉
- 关键词：光谱学激光外差信噪比反演算法
- 星载成像仪观月数据提取和辐照度转换方法研究被引量：9
- 2019年
- 为了实现星载成像仪的月球绝对辐射定标,在轨对月观测数据的预处理环节需要完成两方面的任务:一是从全部的冷空视场数据中,准确判识出月亮进入冷空视场的时刻;二是将对月观测原始计数值换算为全圆盘辐照度,以便与月球辐射模型比较。具体到中分辨率光谱成像仪(MERSI),本文从MERSI观测模式出发构建出月亮进入冷空视场的阈值判识模型。根据MERSI对月观测的成像几何和定标公式,分别以单探元多帧扫描图像和多探元单帧扫描图像为基础,构建出月球全圆盘辐照度算法。结果显示,阈值判识模型可以实现从平均约30 d的观测数据中,准确标记出约1 min的月亮图像数据。两种计算辐照度的方法得到的辐照度平均差异约0.9%。所提方法可以将原始的对月观测数据计算为辐照度值,为进一步的绝对辐射定标及误差分析提供基础,同时,也可以为类似的成像遥感器的月亮定标工作提供参考。
- 吴荣华吴荣华郑小兵胡秀清胡秀清徐娜乔延利
- 关键词：过采样
- TROPOMI吸收性气溶胶指数反演算法及其应用被引量：3
- 2021年
- 吸收性气溶胶指数(AAI)可用于表征紫外波段吸收性气溶胶成分占比,是卫星遥感探测的重要数据产品之一。通过SCIATRAN辐射传输模型设置太阳天顶角、观测天顶角、相对方位角、地表高度、云高等参数,创建大气层顶反射率的查找表,结合TROPOMI的数据,反演吸收性气溶胶指数。由于仪器本身的特性,直接反演的AAI不能完全表征吸收性气溶胶的分布特征,需要扣除背景值,本研究通过统计法获取太平洋区域AAI的背景值。采用2020年9月美国加利福尼亚州山火时期数据进行分析,研究山火烟雾羽流的传输。结果显示了气溶胶的分布特征,取得的背景校正效果良好。反演结果与TROPOMI官方发布产品的空间分布特征基本一致,两者的平均相关系数达到0.963。最后比较了卫星遥感AAI数据与地面AERONET站点气溶胶光学厚度(AOT)数据,可以看出两者的气溶胶变化趋势一致。
- 汤付颖周海金王维和杨太平司福祺
- 关键词：大气光学辐射传输模型查找表背景值
- 研制二维直驱跟星转台测量夜晚整层大气透过率被引量：1
- 2021年
- 为实现夜间可靠跟踪恒星并测量整层大气透过率,采用直驱力矩电机和圆光栅绝对编码器作为伺服部件,研制一套二维直驱跟星转台。该转台具有定位精度高、环境适应性好及野外长期运行免维护的优点,能够实现夜间长期跟踪目标恒星并自动换星功能。结合搭载其上的由望远镜、CCD相机和滤轮等组成的图像采集系统,搭建了测量实验平台。搭建的测量实验平台采用主-从式控制方式,上位工控机对图像采集系统进行相应控制,同时向下位机反馈转台方位偏差;下位机跟星转台控制系统采用装载Linux系统的ARM7数字处理器为控制核心,并内置自研的星图。通过上、下位机协同软件开发实现整层大气透过率测量的完整功能。开展了转台功能验证实验,整层大气透过率测量和激光雷达的对比实验。结果表明,二维直驱跟星转台能够实现夜晚长期跟踪目标恒星并自动换星测量,转台搭载的望远镜系统根据恒星的图像数据能够可靠地反演出夜间整层大气透过率,满足测量实验的功能要求。
- 朱翠汝孙凤萤徐文清程久明詹杰
- 关键词：大气光学力矩电机大气透过率
- 光合抑制法水质毒性检测中藻类培养光照与温度实验分析
- 2023年
- 浮游藻类作为单细胞生物,其光合活性外界胁迫作用响应灵敏,是水质综合毒性检测的良好受试生物,因此认识受试藻种光合活性状态对温度和光照等主要环境因子的响应规律,掌握有效控制受试藻种光合活性状态和浓度的培养条件,对水质综合毒性检测至关重要。以模式受试生物蛋白核小球藻为研究对象,研究了不同温度梯度和光照强度下蛋白核小球藻光合活性变化规律。研究结果显示:蛋白核小球藻在不同梯度光照下,藻种光合活性和藻种浓度的变化非常明显。低光照下(75μE、125μE)藻种平均光合活性在0.60左右但藻种浓度基本不增加;中光照下(175、225、300、375μE)藻种平均光合活性在0.57左右且此时藻种浓度有明显增加,其中,实验最佳光照为375μE;高光照下(475μE和600μE)藻种平均光合活性低于0.56 (初始活性),会对藻种的生长状态产生胁迫。不同梯度温度下藻种光合活性和藻种浓度也有明显变化,中低温下(5、15、25℃)藻种平均光合活性在0.59左右且藻种浓度随着温度的升高而增加,最佳温度为25℃;高温下(30、35、40℃)藻种光合活性迅速下降直至失活。研究结果表明可以通过控制光照和温度来控制浮游藻类的光合活性和生长速度,为在线水质综合毒性测量仪提供标准的受试藻样培养方式,从而给便携式水质综合毒性测量仪的研发奠定基础。
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- 关键词：浮游藻类光合活性叶绿素荧光环境因子
