Correlation analysis and partial least square modeling to quantify typical minerals with Chang＇E-3 visible and near-infrared imaging spectrometer＇s ground validation data

In 2013, Chang＇E-3 program will develop lunar mineral resources in-situ detection. A Visible and Near-infrared Imaging Spectrometer （VNIS） has been selected as one payload of CE-3 lunar rover to achieve this goal. It is critical and urgent to evaluate VNIS＇ spectrum data quality and validate quantification methods for mineral composition before its launch. Ground validation experiment of VNIS was carried out to complete the two goals, by simulating CE-3 lunar rover＇s detection environment on lunar surface in the laboratory. Based on the hyperspectral reflectance data derived, Correlation Analysis and Partial Least Square （CA-PLS） algorithm is applied to predict abundance of four lunar typical minerals （pyroxene, plagioclase, ilmenite and olivine） in their mixture. We firstly selected a set of VNIS＇ spectral parameters which highly correlated with minerals＇ abundance by correlation analysis （CA）, and then stepwise regression method was used to find out spectral parameters which make the largest contri- butions to the mineral contents. At last, functions were derived to link minerals＇ abundance and spectral parameters by partial least square （PLS） algorithm. Not considering the effect of maturity, agglutinate and Fe~, we found that there are wonderful correlations between these four minerals and VNIS＇ spectral parameters, e.g. the abundance of pyroxene correlates positively with the mixture＇s absorption depth, the value of absorption depth added as the in- creasing of pyroxene＇s abundance. But the abundance of plagioclase correlates negatively with the spectral parame- ters of band ratio, the value of band ratio would decrease when the abundance of plagioclase increased. Similar to plagioclase, the abundance of ilmenite and olivine has a negative correlation with the mixture＇s reflectance data, if the abundance of ilmenite or olivine increase, the reflectance values of the mixture will decrease. Through model validation, better estimates of pyroxene, plagioclase and ilmenite＇s abundances are given. It is concluded that VNIS has the capability to be applied on lunar minerals＇ identification, and CA-PLS algorithm has the potential to be used on lunar surface＇s in-situ detection for minerals＇ abundance prediction.     

高土壤电阻率建筑小区接地改造技术探讨

高土壤电阻率建筑小区,一般都由若干单体建筑组成。涉及每一建筑所在土壤电阻率可能存在差异,区域越大也许土壤电阻率差异越明显。如果某一幢建筑遭受强雷击,可能雷击高电位反击效应殃及相邻建筑的家用电气与电子设备。舟山某商住小区的土壤电阻率实测值300~1000Ω·m、工频接地电阻实测值5.6~36.0Ω之间不等。就舟山某商住小区采用了换土、外引接地布置、使用降阻剂和等电位连接技术的降阻方法进行分析探讨,通过合理综合运用各种技术手段,使整个建筑小区建筑接地装置形成联合共地,阻值降低到0.39Ω,说明高土壤电阻率建筑小区上述降低接地电阻的方法是行之有效的。     

咸阳机场对流天气中高层垂直运动场初探

对2011年西安咸阳国际机场所有雷暴日雷暴发生时间前后的NCEP1°×1°再分析资料的400hPa垂直速度场进行分析,发现大多数雷暴发生在中高层为上升气流区的环境中,少数雷暴发生在中高层为下沉气流区的环境中。进一步的研究表明:当低层为高温高湿且有明显辐合运动时,中高层的垂直速度场对雷暴的出现并不起决定性的作用;但当低层的对流条件不明显,而中高层为强的上升气流区时,仍有发生雷暴的可能。研究为雷暴天气的预报提供了新的思路,提醒预报员在低层对流条件不明显时,还需关注中高层强上升气流区的作用。     

高分辨率图像辅助提取高光谱图像端元

现有的端元提取算法大多是基于凸面单形体假设,对于非单一地物类型,利用这些端元进行丰度反演将会影响混合像元分解精度。本文提出一种利用高分辨率图像判断高光谱像元内是否为同一类型地物的方法。首先,利用图像分割程序对高分辨率图像进行分割,得到光谱均一的斑块矢量图,并叠加到高光谱图像上;然后,通过空间关系分析找出斑块内的高光谱像元,称其为准端元;最后,利用端元提取算法在这些准端元中进行端元提取。实验结果表明,该方法将端元提取结果的误差降低了20%左右。     

遥感影像大气校正通用查找表的设计与插值算法

大气参数查找是遥感图像大气校正中一个重要的步骤。本文针对当前多数大气参数查找表普适性不强、查找表数据存储空间巨大、具体实施步骤不详细的问题,建立了一个通用化的多维大气参数查找表,其光谱分辨率为1 nm,并适用于多种遥感传感器。本文采用二进制文件方式存储查找表,并研究采用多维拉格朗日和多维反距离加权插值方法对输入参数进行插值。结果表明以二进制文件方式存储查找表,不但可以最大化地减少磁盘存储空间,还可以实现查找表数据快速随机读取;相对于多维反距离加权插值方法,多维拉格朗日插值方法的速度更快,精度更高,与MODTRAN4.0模型计算结果(真值)相比,它的误差仅为±1.0%左右。     

多种GPS天线类型联合观测数据处理方法研究

GPS接收机及天线的生产厂商众多,且没有明确观测时天线高的量测方法。在研究Leica和Trimble主流接收机及天线的基础上,统一了天线高的正确获取方法,分析在LGO、TBC等后处理软件中如何自定义相应的天线类型及正确输入天线高,并在某GPS基线检定场进行实测验证,为多种GPS天线类型联合观测及数据处理提供理论依据,具有较高的实用价值。     

混沌离散粒子群优化的高光谱影像端元提取算法

针对离散粒子群优化算法在进行端元搜索时易陷入局部最优值等缺陷,提出了混沌机制扰动下的离散粒子群优化的端元提取算法(CDPSO-EE)。研究了混沌理论特有的随机性、遍历性以及对初始值敏感性等特点,将混沌理论引入到DPSO端元提取算法的初始化阶段,优化了初始种群质量;将混沌变量附加到粒子自身历史最优位置获得扰动新位置,对比混沌扰动前后粒子所在位置的适应度函数值,选择最优位置为粒子新的位置,让粒子有能力跳出局部最优值。结果表明CDPSO-EE在高光谱影像端元提取方面具有更好的端元提取质量。     

高光谱目标探测的进展与前沿问题

针对高光谱目标探测问题的主要挑战,将高光谱目标探测的进展与前沿问题分为两个方面进行综述。基于信号检测理论的方法如结构化背景的约束能量最小化方法、非结构化背景的自适应一致性余弦评估器等,是高光谱目标的探测经典算法;随着统计模式识别与机器学习领域中新技术的出现,一些数据驱动的目标探测方法逐渐成为了高光谱目标探测的前沿问题,如核方法、稀疏表达方法等。概述了两类方法的特点,比较了各自的优势和不足,并展望了高光谱目标探测未来的发展趋势。     

HDR图像阶调复制的非线性蒙版改进算法

提出了一种新的高动态范围(high dynamic range,HDR)图像阶调复制算法。鉴于图像色貌模型在预测图像色貌方面的优势,基于最新的图像色貌模型iCAM06设计流程,对iCAM06的阶调压缩函数进行重要改进,使用基于改进非线性蒙版的阶调压缩函数取代其中的双曲线压缩函数,对基础层图像进行阶调压缩处理。另外,在HDR图像的显示过程中增加了亨特效应和史蒂文斯效应预测模型。最后,利用主观评价实验和DRI模型分别评价了新算法的显示偏好性和场景复制准确性。实验结果表明,无论在偏好性还是场景复制准确性上,新算法都取得了较好的效果。     

全站仪精确测定CORS基准站天线高的方法研究

首先对全站仪精确测定CORS基准站天线高的基本原理进行了阐述,然后详细介绍了该方法的实施步骤,包括仪器选取、技术指标、观测步骤以及计算等流程,并与二等水准观测成果进行了对比。