基于深度语义分割的多源遥感图像海面溢油监测

针对遥感图像海面溢油区域通常受到斑噪声以及强度不均等因素的影响,从而导致溢油区域监测效果较差的问题,本文引入了深度语义分割的方法,将深度卷积神经网络与全连接条件随机场相结合,形成端对端连接。以Resnet结构为基础,首先通过深度卷积神经网络对多源遥感图像粗分割并作为输入,然后经过改进的全连接条件随机场,利用高斯成对势和平均场近似定理,建立条件随机场形成递归神经网络作为输出。通过多源遥感图像对海面溢油区域进行监测,并利用可见光图像估计溢油区域面积。实验在所建立的多源遥感图像数据集上与其它先进模型进行对比,结果表明本文方法提高了溢油区域的分割精度以及精细细节程度,平均交并比为82.1%,监测效果具有明显地改善。     

有机激发三重态参与的光化学反应研究进展

光化学反应包括直接光解和间接氧化反应，其中间接氧化反应主要通过活性氧化性物种（reactive oxygen species, ROS）包括单线态氧（¹O₂）、过氧自由基（{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}^{-}）和羟基自由基（·OH）等进行。近年来，有机激发三重态（³C^*）作为一种特殊的氧化剂参与光化学反应引起了广泛关注。本文主要综述了有机三重态光敏剂的形成和光化学反应机制、³C^*参与的环境光化学反应、³C^*自由基寿命、反应速率及稳态浓度测定和激发三重态的应用5个方面，并对未来有机分子激发三重态的研究方向进行了展望，指出³C^*是很多挥发性有机化合物（VOCs）或半/中等挥发性有机化合物（S/IVOCs）在大气中重要的汇，自然水体中溶解性有机质（dissolved organic matter，DOM）的激发三重态（³DOM^*）是污染物降解的主要氧化剂。今后应扩大³C^*与有机物反应的研究范畴，测定不同体系中³C^*的稳态浓度、产生速率（量子产率）等，为污染物治理提供理论依据。     

基于吉林一号遥感图像的星载目标快速识别系统

针对传统遥感图像地面目标识别系统图像获取周期长,信息实时性差等问题,设计星载目标快速识别系统,用于卫星在轨快速识别,提出改进的基于快速视网膜关键点(FREAK)的特征匹配识别算法,解决遥感图像数据量大、背景复杂的问题。介绍了星载目标快速识别系统的工作原理,提出简化的FREAK特征提取模型,将原有算法的七层模型减少为四层,用于快速提取出遥感图像中目标特征;利用二进制量化空间将高维特征数据量化为二维数据,提高算法的准确度;最后通过匹配,快速识别出遥感目标。实验结果表明,识别算法的准确度平均提高2.3%,识别用时缩短约27.8%,满足遥感卫星在轨目标快速识别的要求。     

用于遥感图像目标快速匹配识别的改进混合溢出树算法

提出一种基于标记的混合溢出树(SHSPT)特征匹配算法,用于遥感图像的目标匹配识别。针对特征数据建立和预处理,提出了基于中心点的数据分割方法,通过定义数据密集区域的中心,舍去边缘稀疏数据,提取出分割后的数据。进行特征匹配时,使用二进制数组表示数据空间,标记分割后的特征向量数据,通过比特操作计算特征向量间的距离,缩短计算时间。最后对特征匹配方法进行改进,采用待匹配特征距离的均值代替尺度不变特征变换(SIFT)匹配算法的次临近特征距离,从而得到更多的匹配点。实验证明,基于标记的混合溢出树特征匹配算法占用内存空间比传统的混合溢出树算法减少约68%,匹配准确度与原算法接近,匹配时间平均缩短了约32.8%,解决了航天遥感图像数据量大,特征维数较高,匹配识别时间长,占用计算机内存大等问题。     

航天高分辨相机运动机构检测系统研究

航天高分辨率遥感相机通常包含调焦和调偏流运动机构,在地面检测时需要由步进电机对其进行高精度控制。提出了以C8051F040为控制器,以模拟放大电路为功率驱动的解决方案,通过RS232、CAN总线远程通信和按键控制3种方式对电机进行精确控制,并在LCD1602显示器上进行实时状态显示,实现了简单、灵活地对航天相机调焦和调偏流运动机构的高精度检测。实验结果表明:所设计的驱动电路能有效地控制电机转动的各项参数,且整体设计重量轻、体积小,在检测时容易使用,且检测平均误差在0.15%范围内。     

基于快速视网膜局部特征的遥感图像目标识别

针对目前航天遥感图像信息复杂、数据量大,导致目标识别中特征检测准确度低、特征匹配识别时间长的问题,提出了一种基于差分加速分割角点检测算法(AGAST-Difference)和快速视网膜关键点描述算法(FREAK)相结合的目标识别方法。在特征检测阶段,建立AGAST-Difference特征检测算子,将尺度空间理论融合到加速分割角点检测算法(AGAST)中,生成具有强仿射不变性的特征点;再利用简化的FREAK采样模型描述局部特征,并构建二进制特征向量,通过计算向量间的汉明距离,完成特征匹配及目标的快速识别;最后选用美国Quick Bird卫星的遥感图片进行验证,实验结果表明,所提特征检测算子仿射不变性能较强,不仅提高了检测的可重复率,而且特征描述符区分性较强,平均匹配正确率提高了9.91%,识别用时仅为35 ms。该方法识别效率高、速度快,能够满足遥感图像实时识别的需求。     

湖南特色刺葡萄果皮中优势次生代谢物质分析

以‘夏黑’葡萄和‘阳光玫瑰’葡萄为对照,利用超高效液相色谱质谱联用技术广泛靶向代谢组学的方法,对果皮中的次生代谢产物进行组学分析,结合统计学方法筛选出湖南省3 个刺葡萄品种果皮中的差异代谢物质。结果表明：本试验共检测到737 种代谢物质,其中‘湘刺1 号’检测出的代谢物质有711 种,‘湘刺2 号’检出666 种,‘湘刺4 号’检出710 种;不同刺葡萄品种果皮的代谢物质有较大差异,主要表现为类黄酮化合物含量的差异,其中‘湘刺2 号’的原花青素相对含量较高,‘湘刺4 号’的花色苷和类黄酮物质相对含量较高,‘湘刺1 号’果皮中含有较多的槲皮素?3?O?桑布双糖苷、丁香亭?3?O?（6″?乙酰）葡萄糖苷、柠檬素?3?O?葡萄糖苷、芍药花素?3?O?芸香糖苷和锦葵色素?3?O?（6″?O?乙酰）葡萄糖苷?5?O?葡萄糖苷,且香豆酰阿魏酰酒石酸和紫丁香苷仅在‘湘刺1’号中检出。     

基于System Generator的快速中值滤波算法设计与实现

针对传统中值滤波算法比较运算量大、处理效率低、无法满足实时性的问题,以中值滤波原理为基础,对滤波排序算法和实现方案进行了研究,提出了一种基于System Generator的快速中值滤波算法。该算法通过两次行、列排序将3×3窗口中9个像素取中值简化为3个像素的排序运算,使得单窗口查找中值的比较次数由传统排序算法的36次最少降到了14次。结合System Generator系统建模工具,将处理速度提升到传统方法的近6倍,达到了快速抑制噪声的目的,满足了图像实时处理的要求。     

不同品种葡萄中58种挥发性物质的稳定同位素内标GC-MS SIM法分析

在解析特殊挥发性物质的质谱裂解行为的基础上，建立气相色谱-质谱联用单离子监测（gas chromatography-mass spectrometry with selected ion monitoring,GC-MS SIM）稳定同位素内标法，对不同品种葡萄果实中的58种挥发性物质进行精准的定性与定量分析，并探讨不同品种中挥发性物质的含量差异。葡萄果实样品破碎均质后，采用固相微萃取的方法进行高效富集萃取，再进行GC-MS SIM分析。结果表明，在特定的质量浓度范围内该方法线性关系良好，其线性相关系数在0.995 0（除异丙醇为0.967 1）以上；绝大多数目标物的检出限低于1.56μg/kg；除个别挥发性物质的加标回收率较低，不同加标水平目标物样品回收率在60.64%～129.63%范围内，其回收率结果的相对标准偏差均低于19.56%。该方法具有灵敏度高、准确可靠的优点，适用于葡萄等水果蔬菜中挥发性物质的准确定性与定量研究。此外，本实验通过对12个不同品种的葡萄果实样品中挥发性物质的差异分析，探明葡萄果实中的关键性挥发性物质，并挖掘出不同品种葡萄的特色挥发性物质。