一种利用积分球原理的日照计新方案

该文提出了一种利用积分球原理设计的新型日照传感器。该传感器由限角挡环、积分球体和光电探测器组成。积分球为一有5个针孔的空心正球体。针孔可阻挡散射光进入球内，而射入球内的直射光，经内壁多次漫反射后，其亮度呈均匀分布。与日照阈值下相应的亮度相比较可确定日照之有无。该日照传感器具有无转动部件、结构简单、无需调整及便于操作等优点。     

利用漫反射光谱鉴定红粘土中针铁矿和赤铁矿

针铁矿(Gt)和赤铁矿(Hm)是广泛存在于土壤和沉积物中的重要铁矿物。这两种矿物在土壤和沉积物中含量很低,常规的测试手段很难有效地测定其含量。利用反射光谱联合加热处理的方法,可对土壤及沉积物样品中针铁矿和赤铁矿进行定性或半定量测定。实验结果显示,样品加热到300℃后,针铁矿的反射光谱的一阶导数特征峰发生了变化,赤铁矿的一阶导数特征峰却没有明显的变化。因此加热前后样品反射光谱一阶导数的变化取决于针铁矿和赤铁矿的含量。利用这种方法估计黄土高原第三纪红粘土样品中的赤铁矿含量约为0.3%～0.4%,针铁矿含量约为0.5%～1%。     

星载紫外遥感辐射计积分球定标新方法的研究

在紫外波段，使用常规手段实现高精度的辐射定标是比较困难的，这主要是由于标准灯的定标不确定度约4％和漫反射板双向反射分布函数（BRDF）的测量不确定度4％-6％所致。为了提高定标精度，本文应用积分球辐亮度定标方法，获得了接近理想的大面积辐亮度光源（约2％），标定了在研的星载紫外遥感光谱辐射计的亮度响应度。文中将标准灯考虑为均匀亮度的点光源，对辐射计的投影视场进行了照明因子修正。同时进行了常规的灯-板定标方法与积分球定标新方法的比较，得到了采用两种方法标定的辐射计亮度响应度有较好的一致性（3％）的结论。初步的定标数据分析比对显示，漫反射板BRDF的测量不确定度和仪器投影视场内辐亮度的计算不确定度是比对中不一致主要的来源。     

两种面向地貌晕渲的光照模型比较

光照模型是影响数字地貌晕渲的一个关键因素。在参照传统晕渲着色规则的基础上,结合数字地貌晕渲的投影方式及视点、光源的设置方法,从理论上分析了Lambert漫反射模型、基于坡向光照模型的特征;分别利用规则物体和地形数据对这两种光照模型所产生的效果进行了实验和对比;结果表明漫反射模型更适合起伏较平缓地区的晕渲,基于坡向的光照模型更能突出山体的起伏特征。最后结合理论分析讨论了产生这种实验结果的原因并提出了3点改进意见。     

兴凯湖沉积物磁化率和色度反映的28kaBP以来区域古气候环境演化

对兴凯湖长269 cm的沉积岩心的研究结果显示:沉积物的色度和磁化率特征可以较好地反映区域气候环境变化。沉积物明度分别与红度、磁化率、黏土和有机质含量之间及磁化率与黏土之间有很好的相关性;红度高值与明度低值对应暖湿气候环境,磁化率低值反映沉积物较粗的较低湖面,对应冷干气候。28480~26160 cal.aBP,湖区处于温湿气候时期;22880~18170 cal.aBP,岩心孢粉浓度很低,流域处于末次盛冰期疏桦林草原环境;18170~12650 cal.aBP处于Bφlling/Older Dryas/Allerφd暖期。岩心深度90~78 cm段,对应于新仙女木期;11500~4570 cal.aBP,进入全新世暖期,其中8000~5000 cal.aBP,本区处于全新世大暖期(气候适宜期);4570~1470 cal.aBP气候变为凉干;1470 cal.aBP以来,流域又变为暖湿气候环境,同时,人类活动逐渐增强造成水土流失加剧。     

漫反射光谱赤铁矿和针铁矿定量研究进展

沉积物-古土壤是记录古环境演化及古气候变迁的有效载体,利用沉积物-古土壤对气候环境信息的记录来研究全球变化问题,已成为当前地球科学研究的热点课题。赤铁矿和针铁矿是沉积物-古土壤中常见的次生矿物,二者含量的变化能有效反映成土过程中冷、暖、干、湿的变化。然而,赤铁矿和针铁矿在沉积物-古土壤中结晶度差且含量低,因此,对二者进行有效定量一直是研究的难题。近年来,漫反射光谱(DRS)分析在沉积物-古土壤中赤铁矿和针铁矿的定量研究中取得了一系列显著的成果。本文系统总结了漫反射光谱在赤铁矿和针铁矿定量中的原理,并对3种常见定量方法及其应用进行归纳,同时对定量过程中存在的问题和发展趋势进行深入讨论。     

长江三角洲东部岛屿风尘堆积赤铁矿和针铁矿含量及古气候意义

长江三角洲东延海域嵊山岛屿风尘堆积地层是记录晚更新世晚期东亚季风演变的重要载体。采用漫反射光谱（DRS）法、柠檬酸钠-重碳酸钠-连二亚硫酸钠（CBD）浸提法结合标准赤铁矿、针铁矿建立标准铁氧化物含量与反射率之间的校准方程,定量重建了东部岛屿风尘堆积的赤铁矿、针铁矿含量的变化特征。结果显示,东海嵊山岛风尘堆积中赤铁矿的含量为0.18%~0.40%,平均值为0.31%,针铁矿的含量为0.7%~1.19%,平均值为1.11%。根据赤铁矿、针铁矿含量特征结合地球化学和环境磁学参数,分析其记录的古环境信息:54~46 ka B.P.时期内气候相对干燥,季风降水减弱,46~39 ka B.P.时期内气候相对潮湿,季风降水增强;46±4 ka B.P.时期的高值可能指示了一个冷事件。     

基于漫反射光谱的铁氧化物定量分析在南方黄土中的适用性研究

基于漫反射光谱(DRS)的铁氧化物定量分析已用于北方黄土的研究,而在南方黄土中的适用性尚不清楚。本文选取江西九江黄土为研究对象,采用柠檬酸钠-重碳酸钠-连二亚硫酸钠(CBD)方法去除其中的游离铁,以此为基体分别加入不同比例的赤铁矿和针铁矿,通过多元线性回归方法建立了标样的铁氧化物含量与光谱反射率之间的校准方程。经检验,校准方程应用于未经CBD处理的剖面天然样品时,获得的赤铁矿含量较准,而针铁矿含量不准。原因可能在于:(1)混合体系中,赤铁矿与针铁矿互为基体,赤铁矿对针铁矿的干扰远大于针铁矿对赤铁矿的影响,这种差异在南方地区尤为明显;(2)CBD处理不能完全清除南方黄土中的针铁矿,可能与样品中含有部分结晶较好、粒度较粗的针铁矿有关,这也增加了针铁矿定量分析的不准确性;(3)铝的同晶替代现象对南方黄土影响更为显著,其中受晶格结构等影响,针铁矿的铝替代量比赤铁矿更大,可能对定量分析结果的准确性影响也更大。因而在南方黄土中,基于DRS的铁氧化物定量分析方法对于赤铁矿是适用和有效的,对于针铁矿的应用则需要慎重。     

南海沉积物漫反射光谱反映的220ka以来东亚夏季风变迁

对南海越南岸外“太阳号”95航次17954孔220ka以来的沉积样品进行了漫反射光谱分析, 并从中提取F1和F2两个主因子及亮度和红度等漫反射光谱特征值, 发现漫反射光谱F1值和亮度反映了沉积物中的碳酸盐含量, 而漫反射光谱F2值和红度反映了沉积物中的铁氧化物含量, 后者可用作东亚夏季风的替代性指标.17954孔沉积物的漫反射光谱F2值显示, 倒数第二次冰消期东亚夏季风快速增长时间约在129ka; 本次工作还发现东亚夏季风在两次冰消期前的氧同位素2阶段和6阶段晚期各有一个异常强盛的时期.漫反射分析结果显示东亚夏季风主要受控于太阳辐射强度变化, 并明显地受低纬地区气候的影响.      

一种面向地貌因子的光照模型

从理论和实验两个方面分析了数字地貌晕渲中Lambert漫反射光照模型和基于坡向光照模型的优缺点,讨论了其中的原因,据此提出一种面向坡度、坡向及高程的光照模型,利用一个坡度随高程逐渐变化的二十四棱锥体和两种不同特征的地形数据对该模型进行了实验,结果表明该模型能够有效克服Lambert漫反射光照模型和基于坡向光照模型的缺点。