由于上海市河湖水网密布，科学有效地监测河湖水质，有利于巩固河湖治理成果，为新形势下水资源的保护和管理服务。研究目的是实现卫星遥感技术在城市水体水质监测中的有效应用。基于Sentinel-2多光谱影像，采用机器学习技术建立了城市河流水质参数反演模型，对2019~2021年上海市103条河流的溶解氧（Dissolved Oxygen, DO）、高锰酸盐指数（Permanganate index, CODMn）、氨氮（Ammonia Nitrogen, NH3-N）和总磷（Total Phosphorus, TP） 4种水质参数进行了遥感反演。分析了上海市主要河流水质参数的时空变化特征，并对上海市水环境进行了评价。结果表明，DO、CODMn和TP三个水质指标的反演精度优于80%，NH3-N的反演精度优于70%；4种水质参数所属水体类别均优于V类；第一、第四季度水质优于第二、第三季度。

为了更加方便快捷地获取能见度并且实现对能见度的长期观测, 基于暗通道先验的理论基础对于视频图像的能见度提取方法进行了分析和研究。通过对观测获得的全天不同时刻的目标图像进行亮度分析从而得到对应的大气透过率和能见度, 并进一步将能见度提取结果与相同条件下实测激光雷达能见度数据进行了对比。研究结果表明, 提取的能见度结果与实测数据吻合度较高, 相关系数达到 0.96616。

提出了一种基于相关计算的激光雷达三光束二维风场反演方法。三束激光从同一平面发射,通过计算三束激光时间序列上的回波信号相关性反演二维风场信息。详细阐述了三光束二维风场反演方法的原理和计算过程,基于此方法搭建了相关二维测风激光雷达系统,实现了30 m距离分辨率和1 s时间分辨率的二维风场探测。分析了系统中激光雷达夹角对测量结果的影响和相关计算时不同时间序列长度下相关系数曲线的变化,给出了合适的激光雷达夹角和时间序列长度。用该系统进行了水平测风实验,对比了系统探测数据和探测路径上风塔的风速、风向传感器数据,结果表明系统和传感器的数据具有较好的一致性。

MicroRNA(miRNA)与疾病的发生和发展密切相关, 可作为疾病诊断标志物。常规检测miRNA的方法耗时较长且操作复杂, 本文设计了一种便携式miRNA快速检测系统。该系统采用光电检测技术检测滚环扩增后的标志物miRNA受激发出的荧光强度, 对采集到的荧光数据进行分析, 得出miRNA的变化情况。实验得出便携式miRNA快速检测系统在试剂浓度为0.1~1 μmol时, 荧光强度线性偏倚不超过±5%, 系统重复性大于95%。通过对冠心病检测标志物miR-499进行滚环扩增实验, 结果表明设计的便携式miRNA快速检测系统能够快速有效地检测miRNA。

为分析天线组阵窄带信号合成性能受残留时延影响的程度,给出了残留时延对合成性能影响的理论分析方法。首先建立了残留时延分布特性的仿真模型,详细描述了模型的设计思路。然后通过公式推导,提出了残留时延对窄带信号合成损失影响的理论公式。最后仿真并对比分析了不同参数条件下残留时延对窄带信号合成性能的影响,给出了残留时延引起的相位差的标准差与合成损失的关系,验证了理论公式的正确性。结果表明,残留时延引起的相位差越大,对窄带信号合成损失的影响也越大,若要求合成损失小于0.1 dB,则相位差的标准差约小于8.7°(约0.15 rad)。该方法的提出和运用有助于确定残留时延对窄带信号合成损失影响的上下限。