为了研究不同地区的气溶胶光学特性, 了解地区间气溶胶成分和来源的差异, 建立了典型地区的气溶胶光学模式。基于POM02太阳辐射计测量的太阳直射辐射和散射辐射值, 利用SKYRAD算法获得了青海德令哈、安徽合肥、广东茂名3个地区的春季气溶胶光学特性参数, 包括谱分布、折射指数和单次散射反照率等。然后基于这些参数对气溶胶来源和分布特征进行分析, 最后分析了浮尘天气对气溶胶光学参数的影响。结果表明: 德令哈地区大气清洁度较高, 24%的光学厚度分布在0.2以下, 气溶胶来源单一, 以大粒子为主导; 合肥地区有39%的波长指数分布在0.8～1.0之间, 折射率实部随波长变化不明显, 气溶胶来源复杂, 以小粒子为主导; 茂名地区54%的光学厚度集中在0.5左右, 分布区间稳定; 沙尘天气中, 大粒子的增加是气溶胶光学厚度增大的主要原因。

针对遥感图像中的目标检测问题,采用基于卷积神经网络的目标检测框架对目标进行提取,针对该网络制作了包含三类遥感图像中常见目标的目标检测数据集。为了解决遥感图像目标旋转角度较大的问题,将空间变换网络融入超快区域卷积神经网络,提出了一种具有旋转不变性自学习能力的目标检测模型。通过与传统的目标检测方法进行对比分析,探究了不同方法对遥感图像目标检测的实际效果。相对于传统的目标检测方法,融合了空间变换网络的卷积神经网络所提取的特征具有更好的旋转不变特性,从而能够达到更高的检测精度。

利用POM02太阳光度计测得的数据反演得到气溶胶光学厚度和波长指数,选择晴好天气下德令哈和合肥地区的大气气溶胶光学厚度和 波长指数数据进行统计分析。得到两地气溶胶光学厚度与波长的季节变化关系,并对气溶胶光学厚度的月变化特征进行分析, 得到了两地波长指数、浑浊度系数、气溶胶光学厚度等参数的变化特征,这对研究两地气溶胶光学特性有一定的参考意义。

为了研究典型地区大气气溶胶的谱分布和复折射率的特性, 综合运用了黑碳仪、能见度仪、积分浊度仪以及光学粒子计数器等仪器对大气气溶胶进行测量。根据球形粒子的Mie散射理论, 利用各仪器测量的数据反演得到气溶胶复折射率, 并分析了各个地区的粒子谱分布特征, 消光系数和吸收系数随波长的变化关系。结果表明, 新疆地区、天津地区、厦门地区及合肥地区的大气气溶胶折射率实部nr都在1.5左右,虚部ni分别为0.01、0.017、0.008和0.016。新疆地区的数浓度谱分布可以用Junge分布来描述, 天津地区、合肥地区和厦门地区数浓度谱分布可以用Junge分布和对数正态分布来共同描述。最后还对四地区气溶胶消光和吸收特性随波长的变化关系进行描述, 这对于研究气溶胶气候效应具有一定的参考价值。

针对红外偏振与光强图像彼此包含共同信息和特有信息的特点, 提出了一种基于双树复小波变换和稀疏表示的图像融合方法.首先, 利用双树复小波变换获取源图像的高频和低频成分, 并用绝对值最大值法获得融合的高频成分; 然后, 用低频成分组成联合矩阵, 并使用K-奇异值分解法训练该矩阵的冗余字典, 根据该字典求出各个低频成分的稀疏系数, 通过稀疏系数中非零值的位置信息判断共有信息和特有信息, 并分别使用相应的规则进行融合; 最后, 将融合的高低频系数经过双树复小波反变换得到融合图像.实验结果表明, 本文提出的融合算法不仅能较好地凸显源图像的共有信息, 而且能很好地保留它们的特有信息, 同时, 融合图像具有较高的对比度和细节信息.

新型波导型准直投影系统利用衍射光栅，仅使用一块波导板即可完成光束的耦合、扩展和成像，更利于系统集成和小型化，具有很高的研究价值。基于严格耦合波理论建立了新型波导型准直投影系统中衍射光栅的Matlab模型，并根据系统对衍射光栅的性能需求，对耦合光栅、扩展光栅和出射光栅的模型进行分析，设计衍射光栅的结构及相关参数。结果表明，采用新型闪耀光栅作为耦合光栅，扩展光栅设计为普通二元光栅和新型二元光栅相结合，采用闪耀光栅作为出射光栅，所得的新型波导型准直投影系统成像均匀，视场为24.8°×30°，系统占用空间小、质量轻，可用于集成和小型化的显示器。