山东科技大学测绘与空间信息学院,山东 青岛 266590
云的存在影响卫星数据的使用,因此准确高效的云检测在遥感图像目标识别和参数定量反演中具有重要作用。针对亮地表、薄碎云及云边界等难以识别、不同尺度特征的云检测精度不稳定等问题,对短期时序数据进行线性回归计算,将前后时序数据的表观反射率斜率变化趋势作为输入特征。为充分挖掘不同尺度的信息,采用具有密集跳跃结构和深监督结构的UNet++模型进行云检测研究。与单时相数据集的U-Net、SegNet和UNet++相比,所提方法可以更有效地突出多尺度特征,增加对亮地表、云边缘和薄云信息的敏感度。结果表明,所提方法在云检测方面得到较高的精度,总体精度达98.21%,误检率降低至1.07%,漏检率降低至3.12%。所提方法能有效降低裸地、道路、建筑物、冰雪等亮地表对云识别的干扰,提升了对薄云的识别精度,且适用于不同下垫面的遥感影像。
云检测;深度学习;时序数据;线性回归分析;语义分割 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0428013
红外与激光工程
2023, 52(5): 20220725
1 东华大学检测实验室, 先进玻璃制造技术教育部工程研究中心, 上海 201620
2 上海长宁人力资源有限公司, 上海 200050
3 东华大学材料科学与工程学院, 上海 201620
具有轻透优点的树脂镜片在国内矫正视力用镜片市场占主导地位, 常见的功能性树脂镜片要镀加硬膜、多层减反射膜、抗污膜(顶膜), 一般而言, 抗污膜具有良好疏水性能。疏水性能的优劣可通过测量水接触角进行判定, 其中外形图像分析法的测试结果直接、应用广泛。影响水接触角的测量因素有液滴拟合方式、液滴体积、测量时间和静电等。目前玻璃、塑料及纳米薄膜等水接触角测量标准已经颁布, 有必要制定树脂镜片水接触角测量方法标准, 并进行相关指标的数据验证。
树脂镜片 膜层 水接触角
1 黑龙江八一农垦大学工程学院, 黑龙江 大庆 163319
2 黑龙江八一农垦大学理学院, 黑龙江 大庆 163319
我国北方寒地温差大, 土壤温差对近红外光谱测量土壤墒情有较大影响。 针对这一问题, 以北方寒地土壤为研究对象, 探究大范围温度胁迫下(-20~40 ℃)土壤的近红外光谱与土壤不同含水率之间的关系预测模型方法。 选取黑龙江八一农垦大学农学院试验基地中的黑土, 经烘干、 过筛等操作处理后配置含水率范围在15%~50%内八种不同湿度的土壤样品, 建立北方寒地土壤大范围温度胁迫下土壤的近红外光谱信息与含水率之间的定量预测模型。 在全波段光谱数据的基础上, 结合五种不同光谱信号预处理方法, 采用BP神经网络算法、 优化支持向量机算法(SVM)、 高斯过程算法(GP)三种智能算法建立北方寒地土壤近红外光谱与含水率的预测模型并验证模型的效果。 利用69组数据进行训练建模, BP神经网络相关参数设置为学习速率0.05, 最大训练次数设置为5 000, 隐层单元数确定为20; SVM采用径向基函数, 并利用leave-one-out cross validation确定了最佳惩罚参数为0.87, 使模型预测的准确性提高; 高斯过程算法内部采用马顿核。 模型的定量评估采用决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)。 结果表明, 在建立的全部BP神经网络模型中, 效果最佳的为S_G-BP神经网络模型, 模型的R2为0.960 9, RMSE为2.379 7; 在SVM模型中SNV-SVM模型的效果最好, 模型的R2为0.991 1, RMSE为1.081 5; 在GP模型中S_G-GP模型的效果最好, 模型的R2为0.928, RMSE为3.258 1, 综上基于SNV预处理的SVM模型训练效果最优。 利用剩余的35组光谱数据作为预测集验证模型性能, 经模型对比分析发现基于SVM算法的预测模型效果优于其他两种算法, 其中基于S_G的SVM模型效果最优, 其预测模型的R2和差RMSE分别为0.992 1和0.736 9。 综合建模集与预测集的参数最终确定基于S_G的SVM模型为最佳模型。 此模型可以作为大范围温度胁迫条件下(寒地)的土壤含水率有效预测方法, 为设计优化适宜寒地便携式近红外土壤含水率快速测量仪提供科学依据。
近红外光谱 北方寒地 温度胁迫 土壤含水率 预测模型 Near-infrared spectroscopy Cold northern region Temperature stress Soil moisture content Prediction model 光谱学与光谱分析
2022, 42(6): 1704
凝灰岩是经过火山喷出散落在地面,经过压结和水化胶结固化而形成的一种火山灰碎屑岩,具有一定的火山灰活性。本文研究养护温度对凝灰岩基胶凝材料力学性能的影响,并借助FTIR、TG、SEM和MIP等对凝灰岩基胶凝材料水化产物的微观结构进行分析。结果表明,提高养护温度对凝灰岩基胶凝材料的力学性能具有一定的增强作用,提高养护温度不仅能提高早期强度,还可以提高后期强度,凝灰岩基胶凝材料的最佳养护温度为50 ℃。提高养护温度后凝灰岩基胶凝材料中没有生成新的水化产物,AFt和C-S-H等水化产物含量增加,Ca(OH)2的含量减少。提高养护温度有利于增加凝胶孔和过渡孔占比,细化孔径结构,降低孔隙率,提高基体结构的致密度。
胶凝材料 凝灰岩 力学性能 火山灰活性 养护温度 孔结构 cementitious material tuff mechanical property pozzolanic activity curing temperature pore structure
南昌航空大学无损检测教育部重点实验室, 江西 南昌330063
对基于微锥的侧抛光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构进行了理论和实验研究。与传统没有经过侧边抛磨的光纤MZI相比,可以看出控制光纤侧抛深度可以有效地提高MZI结构的折射率传感性能。研究结果表明:侧抛深度达41.7 μm时,折射率在1.34附近的传感灵敏度达-117.145 nm/RIU。利用侧抛光纤MZI结构结合亲水性材料氧化石墨烯(GO),通过将其沉积在侧抛光纤MZI表面,实现了对温度和湿度双参量的同时测量。温度和相对湿度(RH)的传感灵敏度分别达131.77 pm/℃和-76.1 pm/%RH。所提侧抛光纤MZI传感器结构具有灵敏度高、低成本和制备简单等优点,在生物化学传感领域具有广泛的应用前景。
光纤光学 马赫-曾德干涉仪 侧边抛磨 氧化石墨烯 温湿度传感