长春南湖水体透明度高光谱定量模型研究

透明度是衡量水质优劣、评价湖泊富营养化的一个重要指标，高光谱遥感可有效反演透明度，较好解决了常规遥感中出现的问题。本研究利用野外高光谱仪在长春南湖夏季进行了反射光谱测量和同步水质采样分析，通过分析水体透明度与其高光谱反射率之间的相关关系，尝试采用多种半经验算法建立透明度高光谱定量模型，并进行了验证。结果表明：1）单波段、波段比值和一阶微分反演模型，确定性系数皆在0.74以上，RMSE小于透明度极值差，因此皆可以用于反演透明度；2）模型精度从高到低依次为：一阶微分模型、单波段模型和波段比值模型。该定量模型的建立，为今后利用成像光谱数据在南湖进行透明度大面积遥感反演研究提供了研究基础和科学依据，对内陆水体透明度反演也有一定的借鉴意义。     

基于高光谱数据的小麦叶片叶绿素反演研究

本研究以小麦为研究对象,将植被叶片高光谱数据与实测植被叶片叶绿素数据相结合,通过对相关性分析,获得红边参数及不同植被敏感波段,作为不同因子对各研究植被建立反演模型。分析所得结果可知,以敏感波段为因子的模型总体预测能力优于以红边位置为因子的模型,且随着小麦生长成熟,不同因子所建立的反演模型精度均有所下降。而时序分析表明,利用小麦叶片光谱数据对其不同物候期叶绿素含量进行反演是可行的。     

叶肉结构对叶片光谱及生化组分定量反演的影响研究

深入研究了PROSPECT模型中叶肉结构参数N对叶片反射和透射光谱的影响，利用迭代法使全波段代价函数达到最小来计算LOPEX93数据集中样品的最优N值，对在最优N值下的模拟光谱与实测光谱进行比较，并对N在不同取值情况下，叶绿素与水分的反演进行了研究。研究认为：（1）N对整个光谱波段产生影响，并随N的增大而减小；（2）构造全波段代价函数，利用迭代法得到的最优N值可以很好地模拟实际光谱；（3）在高估N值情况下的叶绿素和水分反演精度明显高于低估N值的情况；（4）水分反演的效果明显优于叶绿素反演的效果，原因与代价函数的选取有关。     

华南地区土壤汞含量高光谱反演模型的构建

土壤中的重金属汞元素是对人体毒害最大的5种重金属之一,为了实现快速土壤重金属汞的监测,本文采集了广东省75个土壤样品,对其进行室内高光谱测定和化学测试分析,获取高光谱数据及土壤重金属汞含量。为了获取土壤汞的高光谱反演的最佳模型,本研究对土壤高光谱数据进行平滑、连续统去除、光谱微分、倒数对数、倒数、对数、双波段组合等处理,同时,对土壤汞含量作对数变换,通过反复试验,筛选出与对数变换后的土壤汞含量相关性最高的光谱指标。研究结果表明:土壤汞的最佳光谱指标为反射率一阶微分的波段组合(700*R_((587. 705nm))-250*R_((1373. 48nm))),相关系数高达-0. 744;由反射率一阶微分光谱指标构建的土壤汞的高光谱反演模型最佳(y=0. 1491x~3-0. 53x~2+0. 0358x+1. 2596),其决定系数R~2为0. 60,均方根误差RMSE为0. 183。其验证样本预测值与实测值比较,平均相对误差为0. 169。由此可知该模型用来快速估算广东省土壤汞含量是可靠的。     

基于三波段模型的大豆叶绿素a含量估算模型

基于实测大豆冠层高光谱及叶绿素a数据,利用植被指数和三波段方法建立大豆叶绿素a的高光谱反演模型.通过IDL(interactive data language)实现NDVI和RVI波段的重新选择,提高了基于2种植被指数的模型反演精度.比较而言,三波段方法建模反演大豆叶绿素a含量的精度较改良后植被指数的更高(R2=0.81).研究结果表明,利用波段重新组合的植被指数建立的估算模型可以提高大豆叶绿素a的估算精度;三波段模型法可以筛选更好的波段来构建模型,并在一定程度上提高大豆叶绿素a反演精度.     

HJ-1A星高光谱数据与地面实测柑橘光谱的差异比较

以柑橘树冠层光谱为例,通过对HJ-1A星HSI传感器所采集的柑橘高光谱遥感数据与ASD便携式手持光谱仪所采集的地面实测柑橘冠层光谱进行比较,旨在探究HJ-1A星高光谱数据反演柑橘光谱的可靠性与适用性。结果表明:ASD与HSI数据的柑橘光谱反射率存在差异,尤其在红光波段和近红外波段有显著差异;ASD数据的光谱反射和吸收特征都较HSI数据明显;ASD与HSI数据的柑橘光谱变量特征也存在差异,尤其是黄光波段微分值造成的光谱变量差异最明显。因此,在进行小区域尺度柑橘光谱研究时不宜采用HSI测得的柑橘冠层反射光谱数据,但通过适当地改进HSI数据预处理方法,在大区域尺度上HSI数据能较为准确地表现柑橘光谱吸收、反射、红边等特征,可以应用于柑橘植被指数的反演研究。     

基于高光谱的土壤砷和铜元素含量估算

以广东省肇庆市高要区为典型研究区,实地采集53个土壤样品。首先,在野外利用地物光谱仪测量土壤的光谱反射率,然后将土壤样本带回实验室并测定土壤中砷(As)、铜(Cu)元素的含量;其次,对土壤光谱数据进行预处理和数学变换;最后,利用偏最小二乘回归方法(PLSR)建立土壤重金属含量的高光谱反演模型。结果表明,土壤As含量的最佳估测模型是基于反射率倒数对数的一阶微分特征波段与土壤As含量实测数据构建的偏最小二乘模型,建模的决定系数R~2为0.75,均方根误差RMSE值为0.9425,验证R~2达到了0.79,RMSE值为0.8318,相对分析误差RPD为2.303,符合RPD2的要求,模型具备了估算土壤As元素含量的能力。土壤重金属Cu与反射率对数的一阶微分构建的模型拟合效果最好,建模R~2为0.80,RMSE值为2.1360,验证R~2达到了0.79,RPD为2.304,模型具备了估算土壤Cu元素含量的能力。     

用偏最小二乘法提取石头口门水库水色信息

水体的高光谱数据在提供大量信息的同时，其波段间存在很高的相关性，常规的统计方法反演水质参数不但不能充分利用这些信息，并且也不能很好的去相关，而偏最小二乘回归分析可以较好的解决这一问题。因此本研究通过利用高光谱仪在石头口门水库进行反射光谱测量和同步水质采样分析，建立了叶绿素a和悬浮物含量的偏最小二乘回归模型。结果表明：该模型能较好的利用高光谱数据信息，各光谱波段自变量在最终模型中的系数大小在一定程度上较符合叶绿素a和悬浮物的光谱吸收、散射特性；通过与常规的比值模型、一阶微分模型进行对比，偏最小二乘回归模型明显优于前两者，其各决定系数均高于0.7，因此估测效果较理想，可用于内陆二类水体的水色信息提取。     

白头叶猴保护区优势植物重金属胁迫问题研究

目前关于重金属污染对优势植物的影响仍然处于搜索阶段,受优势植物种类以及生长环境的影响,当前研究方法针对优势植物重金属胁迫机理的诊断仍然存在不明确的问题。为此,提出了由植物波谱参数反演重金属含量的定量模型,在不同污染程度的分布区内采集特定植物的波谱曲线,提取优势植物波谱图像波长反射率、植被指数、吸收深度等特征参数,结合统计回归分析方法得到由优势植物波谱特征参数至重金属含量的反演模型。结果表明,所提分析模型可用于测度不同Cu2+胁迫梯度下藤本植物叶片的光谱间差异和污染程度,除了宁明县分布区桑科榕属植物红谷和近红外内测度的值随着Cu2+胁迫梯度的逐渐增加而减小外,其他子波段均随着Cu2+胁迫梯度的增加而增大;上金乡分布区双子叶植物近红外(720~1250 nm)反射率随着Zn处理浓度的不断增加而逐渐降低,4种分布区优势植物近红外(720~1250 nm)处的反射率与重金属含量的相关性都较高;验证了所提分析模型在区分被子植物光谱曲线极度近似的微小差异上具有可行性,可为重金属胁迫问题研究提供有利依据。     

养分胁迫下的夏玉米生理反应与光谱特征

在夏玉米整个生育期的不同阶段，测定其叶片光谱反射率，并结合其生物物理参数的变化进行分析。结果表明，叶绿素浓度、叶面积指数等生物物理参数，可以反映作物生长发育的特征动态，也是反映物质生产和反射光谱关系的中间枢纽，通过叶绿素浓度含量与叶片反射率光谱和一阶导数光谱数据的相关分析，可以看出全生育期和不同生育阶段的叶绿素敏感波段范围。     

黑土土壤水分光谱响应特征与模型

为揭示土壤水分对土壤反射率的影响机理,并为其他土壤参数遥感监测提供理论支持,以吉林省德惠市黑土野外、室内高光谱反射率为研究对象,运用光谱分析方法与统计分析方法,分析土壤水分光谱特征,建立土壤水分光谱模型,得出以下结论：土壤光谱反射率在400-2500 nm范围内主要有5个吸收谷,随着含水量的增加,土壤光谱吸收谷的面积增大;而秸秆光谱反射率在土壤前2个吸收谷附近没有明显的吸收特征;未翻耕土壤由于秸秆残茬的影响,第二吸收谷左右两部分面积比例增大,这一特征可用于判别土壤是否翻种;土壤表层0-5cm含水量与反射光谱数据的相关性强于5-10cm;土壤含水量与土壤光谱反射率之间是指数或线性关系;土壤含水量高光谱模型稳定性较好、精度较高,可以用于土壤含水量的速测。     

A risk minimization framework for information retrieval

This paper presents a probabilistic information retrieval framework in which the retrieval problem is formally treated as a statistical decision problem. In this framework, queries and documents are modeled using statistical language models, user preferences are modeled through loss functions, and retrieval is cast as a risk minimization problem. We discuss how this framework can unify existing retrieval models and accommodate systematic development of new retrieval models. As an example of using the framework to model non-traditional retrieval problems, we derive retrieval models for subtopic retrieval, which is concerned with retrieving documents to cover many different subtopics of a general query topic. These new models differ from traditional retrieval models in that they relax the traditional assumption of independent relevance of documents.     

松嫩平原主要土壤光谱特征分析

为了揭示松嫩平原主要土壤反射光谱特性、探讨该区土壤参数光谱速测方法，利用地物高光谱仪室内测定松嫩平原农安县主要类型土壤的光谱反射率，运用统计分析方法分析土壤参数与土壤光谱反射率及其数学变换形式的关系，并得到土壤有机质高光谱预测模型。结果表明：⑴ 有机质是松嫩平原主要土壤反射光谱特性的主要影响因素，由于区域（母质、气候等）的差异，即使同类土壤的反射光谱特性差异也很显著；⑵ 铁对松嫩平原农安县主要土壤的反射率光谱特性的影响较小；⑶ 基于反射光谱特性的有机质含量模型可以用于该区有机质含量的速测；⑷ 松嫩平原主要土壤有机质含量与总氮含量有显著的相关性，利用有机质含量高光谱预测模型可以部分揭示土壤总氮含量状况。     

半湿润雨养农业区冬小麦冠层反射光谱与长势的相关性分析

本文研究了黄土高原半湿润代表区甘肃省庆阳市西峰区冬小麦主要生育期（返青-抽穗）冠层反射光谱与反映长势的指标覆盖度及叶面积指数间的关系。结果表明,冬小麦覆盖度及叶面积指数同450nm、550nm、650nm、1　650nm波段反射率呈负相关关系,同850nm波段反射率呈正相关关系。起身前,冬小麦长势指标覆盖度及叶面积指数同各波段反射率相关关系大多不显著。起身以后,冬小麦覆盖度和叶面积指数与各波段反射率呈极显著相关关系。另外,为了更好的监测冬小麦长势,研究了8个常用的植被指数同冬小麦长势间的相关关系,这8个植被指数在起身后同冬小麦覆盖度及叶面积指数间存在着极显著的相关关系。并且,利用这8个植被指数建立了冬小麦长势线性及非线性回归监测模型,其中,线性模型能更好的监测冬小麦覆盖度,指数模型能更好的监测冬小麦叶面积指数,但不同的植被指数,拟合程度不同,其中,尤以NDVI拟合程度最高。     

基于Web的文本检索位置加权模型研究

本文分析了传统向量空间检索模型在Web环境下的不足，提出了两种改进的线性加权模型及非线性加权模型；实验结果表明，两种模型的文本检索能力相比传统向量模型都有较大提高。     

氮素胁迫下的冬小麦光谱特征提取与分析

高光谱遥感是对地观测的重要技术手段，利用野外光谱仪在地面的实测工作为其在精准农业等方面的应用进行有益的尝试，可以提高作物营养诊断的精度。养分胁迫下高光谱特征提取是这一目标的地面预研究。本次试验对不同氮素养分胁迫下东小麦的不同生育期，分别观测其光谱反射率，分析其生物物理参数的变化规律和反射光谱的特征，利用导数光谱技术对叶绿素密度和叶面积指数等生物物理参量同原始光谱、一阶倒数光谱进行拟合度比较，结合养份胁迫的特点，分析建立光谱模型的可能性。叶绿素密度在可见光和近红外波段均拟合较好，拟合度在0.5左右，高于叶绿素含量与光谱反射率的拟合，而叶面积指数与冠层光谱拟合在近红外波段较好，在可见光波段拟合度较小。通过作物的光谱特征，提取其中重要的近红外反射峰值、绿峰和红端位移特征，与冬小麦的叶绿素密度、叶绿素含量等生物物理参数进行相关分析，建立了线性光谱模拟模型。提取出的特征参量均可有效地模拟生物物理参数的变化，其中叶绿素含量与近红外反射峰值的拟合度（R2)除乳熟期外，都在0.9以上；孕穗期的模拟模型也有显著的相关关系。综合分析，孕穗期是利用高光谱遥感进行作物长势和养份分诊断研究的最佳时期。     

玉米叶绿素高光谱遥感估算模型研究

对不同品种玉米测定了不同层位叶片（上、中、下）以及叶片不同部位（叶尖、叶中、叶基和叶脉）的室内光谱反射率及其对应的叶绿素含量,采用单变量线性与非线性拟合分析技术,对叶绿素含量与原始光谱反射率、高光谱特征参数（如红边波长、红边位置以及红边面积等）以及植被指数之间的关系进行了分析。结果表明：叶绿素含量与原始光谱在713nm处具有最大相关系数（R=-0.815）．并且基于此波长所构建的指数估算模型明显优于线性模型;基于光谱位置和光谱面积的变量与叶绿素都呈负相关,植被指数与叶绿素含量均呈正相关,并且植被指数相关性优于单一的特征变量。比值植被指数（RVI）相关性优于归一化植被指数（NDVI）;模型精度检验结果表明以蓝边面积变量（SDb）为自变量所构建的指数模型对叶绿素含量估算较好。     

基于三阶段DEA模型的区域生态效率研究

运用三阶段DEA模型对我国2008年区域生态效率进行了实证研究。结果表明,在剥离外部环境因素和随机因素对效率值的影响后,区域生态效率发生了较大的变化。研究发现,第三产业占经济总量比例及人均受教育年限促进生态效率的增长,而环保财政支出并没有对生态效率起到应有的促进作用。各省市按纯技术效率和规模效率来划分可分为四种不同类型,各省市应该结合自身效率的特点,分别着重进行管理水平的提高或生产规模的扩大,从而改善生态效率。     

Model Reduction Over a Frequency Interval Using the Spectral Function

Two simple methods of model reduction over a frequency interval are proposed. In both of the procedures the reduced model is chosen so that its spectral amplitude function matches with that of the original system in a specified frequency band. In the first method we develop a polynomial approximation to the spectral function of the original system. In the second method we force the spectral function of the reduced order model to coincide with that of the original system at certain chosen frequency points. The frequency responses of the reduced models obtained by both methods match fairly well with that of the original system. The virtue of this method is that it can be applied to systems of which only frequency response data are available and not the transfer function.