星间超远距离传输仿真在精密激光测距任务中发挥着重要的作用。激光在星间的传输距离可达几百至百万公里量级，由于探测过程中的波前像差和衍射效应，无法直接采用经典高斯光束追迹的方法对其进行仿真。本文应用模式分解法对星间超远距离衍射传输进行仿真，通过与解析解和夫琅禾费衍射积分计算结果的对比分析以验证仿真精度，分析分解阶数、初始高斯光束腰半径与圆孔半径之比等参数对仿真精度的影响，从而为空间精密激光测距任务仿真提供一种兼顾计算精度和效率的数值模拟方法。

相位敏感光时域反射（Φ-OTDR）技术在管道入侵预警领域有着突出表现，其中对于入侵事件的定位和识别是该领域研究的热点。近年来，基于神经网络的信号识别方法不断被提出，但这些方法大多忽视了事件的定位，在实际工程应用中需要人工的持续介入。基于输油管道入侵事件的安全预警问题，提出了一种基于深度学习的入侵事件自动识别和定位的方法。所提方法以图像目标检测思想为基础，以1 s时间、4 km空间距离的时空图作为目标检测网络的输入，并使用最大最小归一化、带通滤波和图像移位数据增强3种预处理方法，同时实现对入侵事件的定位和识别。实验结果表明，所提方法对地表捶打、地表挖掘和人为跳跃3种事件单次发生的平均召回率达到82.9%，精确率达到70.4%，基本能够满足工程上的需求。

辐射诱变技术广泛应用于水稻种质资源创新。为了明确辐射诱导突变的分子机制, 采用二代高通量测序技术对水稻品种黄华占经辐射诱导获得的一个突变体湘辐1821进行全基因组变异分析。与参考序列蜀恢R498相比, 在黄华占和湘辐1821中分别检测到758 215和799 434个单核苷酸多态性位点(SNPs), 142?313和147?686个插入缺失(InDels), 16?775和18?382个结构变异(SVs)以及16?614和17?658个拷贝数变异(CNVs)。黄华占和湘辐1821的SNPs转换与颠换的比率约为2.5, 这两种基因型SNPs以转换为主要类型。在黄华占和湘辐1821 的InDels中短序列InDels远多于长序列, 说明点突变为主要突变方式。拷贝数减少是黄华占和湘辐1821的主要拷贝数变异方式。同时对黄华占和湘辐1821重测序数据整合差异比较分析, 两种基因型的差异SNPs 有86?163个, InDels 有88?777个。对差异SNPs位点所在基因进行基因本体(GO)分析, 3 092个候选基因中70%位于生物学过程中, 该研究结果将对湘辐1821表型分析具有重要参考意义, 同时为辐射诱导突变机制提供新的见解。

为提高水稻诱变育种的突变频率及效果, 本研究采用新型诱变源高能电子束(EB)辐照2种不同基因型水稻品种产生突变效应, 并与传统60Co-γ射线处理相比较, 探索了高能电子束应用于水稻诱变育种的最适辐照剂量, 分析了其M1代的生物损伤特点并统计了M2代部分可见农艺性状表型突变频率, 探讨了高能电子束处理不同基因型水稻品种的损伤效应和诱变效应。本研究为水稻的高能电子束诱变育种工作提供了参考。

露天开采会彻底改变原有土地利用景观格局, 直接破坏当地生态环境, 甚至会影响附近居民的生产和生活, 因此越来越多的学者开始关注开采扰动。 先前有关利用时序多光谱影像提取开采扰动的研究区集中于扰动形式单一的森林区。 而我国露天煤矿大多集中于草原区, 且我国东北部的草原矿区因其脆弱的生态环境以及其他多种扰动形式的存在, 使得开采扰动识别更加困难。 为明确我国东北部生态脆弱区草原露采场的开采扰动, 以胜利矿区为例, 利用1986年—2017年27期Landsat多光谱遥感影像, 基于归一化植被指数NDVI(normalized difference vegetation index)的长时间序列轨迹变化特征(为了去除物候、 云和阴影等对时序多光谱影像的影响, 利用BISE-WT滤波器对原始NDVI时间序列进行滤波处理, 有效地去除时序NDVI数据中的噪声并同时保留有效信息), 经过样本点训练, 获得CV阈值(变异系数coefficient of variation)和Max阈值(植被阈值), 构建CV-Max扰动识别模型, 提取研究区的扰动分布。 并利用植被阈值, 分析NDVI时序轨迹, 获得扰动年际信息, 重构扰动历史地图; 进而通过分析研究区典型地物的光谱特征, 构建裸煤提取规则, 以此来提取研究区的裸煤分布; 最后通过构建裸煤及扰动区两者间的拓扑关系, 进行空间拓扑叠置分析, 从而获得开采扰动信息。 经过精度验证, 开采扰动的提取精度达到93.17%(Kappa系数=0.85), 扰动年际信息提取精度达到83.35%(Kappa系数=0.81)。 结果表明: 在研究期间, 空间上, 开采扰动面积占研究区总面积的8.90%; 时间上, 开采扰动的发生集中于2000年—2009年, 期间开采扰动像元占开采扰动总像元的76.70%; 1988年—1998年矿区属于土地损毁初始期, 2000年—2005年矿区属于土地损毁加速期, 2006年—2009年矿区属于土地损毁高峰期, 2010年—2017年开采扰动像元占比趋势比较平缓且持续处于较低水平, 矿区土地损毁范围基本稳定。 所提出的针对我国东北部生态脆弱性草原矿区, 基于时序多光谱影像, 利用植被指数NDVI和裸煤光谱特征提取开采扰动信息的方法是可行的, 该研究结果可为干旱、 半干旱草原露天矿区的可持续发展提供数据和理论方法支撑。

为准确模拟星载光学遥感图像中的亚像素线目标，分析了场景采样率、传感器推扫方向对仿真结果的影响。针对两种因素进行理论分析、仿真试验，推导星地点坐标对应关系，使用Hough变换描述线目标的显著程度和空间分布，利用数据框架分析结果。结论表明：当推扫方向与线目标夹角在0°、90°附近变化时，混叠误差明显增大导致线的显著度下降、伪线数增加；夹角在45°附近仍存在混叠，但结果相比更具鲁棒性；采样率增加可以一定范围内提升线的显著度，但不能改变降质模糊引起的空间分布误差。结果可用于仿真置信度评估，并为模型设计提供参考。

辐射诱变是农作物种质创新的重要手段。本研究以杂交稻骨干亲本T98B为研究对象, 以300 Gy剂量的60Co-γ射线对其成熟种子进行处理, 从辐射后代中鉴定出农艺性状变异材料, 划分了变异类群, 分析了各类型突变频率, 为遗传改良奠定了材料基础。结果显示, 经γ射线处理后的M1和M2种子的发芽率受到了显著抑制, 分别比对照T98B降低了22.35%和14.67%; 从M2群体中初步筛选出了207个变异单株; 经M3～M5的遗传稳定性测试后最终获得了168份可稳定遗传的突变体, 总突变频率达到了0.673%。按照变异部位将突变体划分成叶变异、茎/蘖变异和穗粒/花变异等3种类群, 各类群分别含有34份、37份和97份突变体, 占比20.24%、20.02%和57.74%; 育性、叶色和株高等性状的突变频率较高, 分别达到了0.212%,0.092%和0.088%。此外, 本文简要描述了各类群的表型变异特点。结果表明, 利用γ射线诱变能产生丰富的农艺性状突变体, 本研究为水稻遗传改良提供新的种质资源奠定了基础。

成像系统仿真对光学遥感器的论证、设计和在轨性能预估具有重要意义。场景作为遥感的对象, 其特性的表征和模拟对仿真结果有直接影响。场景特性难以全面表征, 针对光学遥感及其应用最为关键的几何、光谱和辐射特性, 提出一种基于光场理论的数字场景仿真方法。以包含空间坐标、方向、波长、强度的全光函数作为数字场景仿真的表征参数, 建立了涵盖太阳直射、天空漫射和背景反射等因素的数字场景入射辐照度场模型, 以及考虑方向反射特性的数字场景出射辐亮度场模型, 并基于简单场景对模型进行分析和验证。该方法能够为成像系统仿真及新型载荷研制提供包含多种特性的数字场景模型。

为了解决在用(0-1)掩膜和最小二乘迭代法处理局部高密度残差点包裹相位解包时，由于真实相位丢失、误差传递和过度平滑作用引起的相位解包精度低的问题，提出一种新的解包方法。采用(2k+1)×(2k+1)维亚像素离散高斯卷积核对高密度残差点区域进行掩膜处理，有效保留该区域真实相位信息。再利用调节度-最大相位梯度质量图定义四向最小二乘迭代法的权值，改善最小二乘迭代法的过度平滑作用，抑制误差在残差点区域的传递，有效提高该区域解包的精确性。实验结果表明，该方法能很好地解决局部存在高密度残差点的解包裹问题，快速有效地还原高密度残差点区域的原始相位。与传统最小二乘迭代法相比，在相同的迭代次数下，该方法高密度残差点区域的平均误差仅为最小二乘迭代法的10%，更适合于高密度残差点较为集中的包裹相位精确解包。

作物新品种的培育能保持粮食稳产增收, 利用自然和诱变获得遗传变异是作物育种的基础。随着栽培作物基因库的日益贫乏, 诱变育种技术已成为目前种质资源创新和挖掘新基因的一个重要途径。本文综述了植物诱变育种的发展简史, 物理诱变、化学诱变的主要类型、特点、异同及其在农业育种上的应用。由于诱变育种存在的主要问题是有益突变频率仍然较低, 变异的方向和性质尚难控制, 因此提高诱变效率, 迅速鉴定和筛选突变体以及探索定向诱变的途径, 是今后研究的重要课题。