摘要：針對(duì)推掃式成像光譜儀獲取的狹帶影像需要經(jīng)過幾何校正才能拼接形成空間二維影像的問題，提出了基于ENVI二次開發(fā)的高光譜推掃圖像拼接技術(shù)。基于單應(yīng)映射建立光譜儀傾斜狀態(tài)下與正射狀態(tài)下圖像上的二維點(diǎn)之間的關(guān)系，校正由姿態(tài)變化引起的圖像畸變，結(jié)合GPS數(shù)據(jù)修正因飛行速度變化引起的狹帶重疊將校正后的狹帶影像拼接起來(lái)。在ENVI二次開發(fā)平臺(tái)上進(jìn)行技術(shù)集成，實(shí)現(xiàn)了Resonon推掃高光譜狹帶影像的自動(dòng)校正拼接。對(duì)河北保定郊區(qū)高光譜影像的校正拼接實(shí)驗(yàn)證明，該方法與光譜儀自帶拼接軟件校正結(jié)果接近經(jīng)緯度坐標(biāo)差均在1m以內(nèi)，均方根誤差約為0.7389，能夠滿足一般高光譜遙感應(yīng)用中的地理精度要求。研究目的：根據(jù)單應(yīng)映射原理，建立光譜儀傾斜和正射狀態(tài)下像點(diǎn)的映射關(guān)系，利用GPS/INS組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)校正狹帶影像中的畸變，拼接成一幅完整的影像，并在ENVI二次開發(fā)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)推掃狹帶影像的自動(dòng)校正和拼接。推掃成像畸變?cè)颍和茠呤匠上袷抢蔑w行平臺(tái)的向前運(yùn)動(dòng)，借助于與飛行方向垂直的掃描線記錄而構(gòu)成二維圖像。推掃型成像光譜儀通常采用一個(gè)垂直于運(yùn)動(dòng)方向的面陣CCD來(lái)感應(yīng)地面響應(yīng)，在飛行平臺(tái)向前運(yùn)動(dòng)中完成二維空間掃描，平行于平臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向，通過光柵和棱鏡分光完成光譜維掃描，因此，CCD上一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)譜段，一條線對(duì)應(yīng)一個(gè)譜面。CCD探測(cè)器每次成像是空間一條線上的光譜信息。為了獲得空間二維圖像，再通過機(jī)械推掃，完成整個(gè)...
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在大豆的種植中，對(duì)雜草的管理有利于作物產(chǎn)量最大化。研究發(fā)現(xiàn)麥草畏可有效防除數(shù)種一年生和多年生的闊葉雜草。然而，麥草畏噴霧偏離目標(biāo)漂移或蒸氣漂移會(huì)嚴(yán)重危害易感作物，包括麥草畏不耐受性作物。因此評(píng)估麥草畏漂移對(duì)農(nóng)作物的損害對(duì)于有效控制雜草具有重要的意義。目前，作物損害主要是通過評(píng)估生理和生化變化（葉面積，葉色，植物高度，產(chǎn)量等）來(lái)確定的。但是，這些評(píng)估需要耗費(fèi)大量的勞動(dòng)力。對(duì)于大尺度農(nóng)田的評(píng)估，則需要更快速且經(jīng)濟(jì)高效的方法。高光譜成像（HSI）可以快速掃描植物樣品且能獲得圖像中每個(gè)像素的完整反射光譜，已用于植物生理和生化特性的鑒定以及有毒金屬，鹽和病蟲害引起的植物脅迫的檢測(cè)。同時(shí)結(jié)合許多機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）算法，例如貝葉斯決策，最大似然分類，K均值聚類，隨機(jī)森林，支持向量機(jī)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以檢測(cè)，監(jiān)測(cè)和量化作物損害。在這篇文章中，科學(xué)家們利用Resonon Pika Ⅱ VNIR高光譜成像系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)的研究，旨在：（1）了解不同麥草畏噴霧比率下生理參數(shù)，產(chǎn)量和相應(yīng)光譜響應(yīng)的變化；（2）確定適當(dāng)?shù)墓庾V特征，以評(píng)估麥草畏比率對(duì)植物的影響；（3）基于高光譜成像，使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立模型，評(píng)估麥草畏比率。 1 研究區(qū)域田間試驗(yàn)于美國(guó)密西根州斯通維爾市農(nóng)作物生產(chǎn)系統(tǒng)研究農(nóng)場(chǎng)的美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究處4.5公頃的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)場(chǎng)布設(shè)如圖1所示。大豆于2014年5月7日播種。2014年3月下旬...
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Hyperspectral imaging for presumptive identification of bacterial colonies on solid chromogenic culture mediaauthor：Mathilde Guillemota,Rony Midahuena, Delphine Archenyb,Corine Fulchironb,Regis Montvernaya,Guillaume Perrina, Denis F. Leroux*a aTechnology Research Department, Innovation Unit,bioMérieux SA, Marcy l’Etoile, France； bR&D Microbiology,bioMérieux SA, La Balme les Grottes,FranceBioMérieux致力于研究自動(dòng)化微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，以降低成本 (更少的人力和耗材), 提升性能 (提升靈敏度,機(jī)器算法)，并通過優(yōu)化臨床實(shí)驗(yàn)室工作流，獲得可追溯性。在這項(xiàng)研究中， 我們?cè)u(píng)估了采用高光譜成像技術(shù)（HIS）代替人類視覺觀測(cè)微生物培養(yǎng)解讀的可能性。在顯色...
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本文旨在利用高光譜數(shù)據(jù)建立一個(gè)準(zhǔn)確、可解釋的植物病害識(shí)別模型。由真菌引起的大豆炭腐病是一種嚴(yán)重影響大豆產(chǎn)量的世界性病害。在383-1032 nm范圍內(nèi)，Resonon高光譜成像儀在240個(gè)不同的波長(zhǎng)處捕獲高光譜圖像。針對(duì)大豆炭腐病，科學(xué)家建立了3D卷積分網(wǎng)絡(luò)模型，模型分類精度為95.73%，并利用可視化顯著圖檢驗(yàn)訓(xùn)練模型、敏感像素位置以及分類的特征敏感波段，發(fā)現(xiàn)：敏感特征波段為733 nm，這和常用的鑒別植物健康程度的特征波段范圍（700-1000nm）是一致的?！驹囼?yàn)方法】感染炭腐病的大豆：分別在第3、6、9、12和15天采集健康的和受感染的大豆莖稈樣品，在測(cè)量病害程度之前，實(shí)時(shí)采集健康的和收到感染的莖稈的高光譜圖像。測(cè)量?jī)x器：美國(guó)Resonon高光譜成像儀，型號(hào)：Pika XC （包含安裝支架、移動(dòng)平臺(tái)、操作軟件和2個(gè)70 w鹵素?zé)簦?。Pika XC性能：光譜通道數(shù)：240；波段范圍400-1000 nm；分辨率：2.5 nm。（a）室內(nèi)高光譜成像系統(tǒng)（b）不同光譜波段的大豆莖稈樣品高光譜圖像 （c）大豆莖稈內(nèi)外部RGB圖像病害程度比較3D-CNN模型由兩個(gè)連接的卷積分模型組成，其中，一個(gè)小的構(gòu)架用于防止訓(xùn)練模型過飽和。2個(gè)圖層（3*3mm空間維度，16個(gè)波段的光譜維度）作為第一個(gè)卷積分分層，4個(gè)3*3*16的圖層作為第二個(gè)卷積分層，修正線性輸入模型作為輸出層?！窘Y(jié)果分析】1....
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美國(guó)宇航局研究發(fā)現(xiàn)氣候變暖減緩植物生長(zhǎng)速度
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INVASIVE SPECIES MAPPING USING LOW COST HYPERSPECTRAL IMAGERY Steven Jay1 – Research AssistantDr. Rick Lawrence1 – Associate ProfessorDr. Kevin Repasky2 – Associate ProfessorCharlie Keith2 – Research Assistant1Department of Land Resources and Environmental Science Montana State University – Bozeman2Department of Electrical & Computer Engineering Montana State University – Bozeman 128 AJM Hall Montana State University Bozeman, MT 59717 入侵物種的監(jiān)測(cè)長(zhǎng)久以來(lái)是一個(gè)耗時(shí)、昂貴且無(wú)效的工作。遙感是監(jiān)測(cè)入侵物種的一種手段，然而，由于經(jīng)費(fèi)、時(shí)間和準(zhǔn)確度的問題，限制了這種方法。 本研究評(píng)估了一款性價(jià)比較高的高光譜成像儀監(jiān)測(cè)并區(qū)分坐落在草地生態(tài)系統(tǒng)的乳漿大戟（Euphorbia esul...
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![科學(xué)家稱海冰消融加速北極增溫]( "科學(xué)家稱海冰消融加速北極增溫")
據(jù)英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》報(bào)道，相關(guān)研究已經(jīng)確認(rèn)，海冰消融會(huì)引發(fā)氣溫上升并形成惡性循環(huán)，而這一循環(huán)已經(jīng)使得北極冰面消融速度超過預(yù)期。 該研究分析顯示，海冰面積的縮小對(duì)北極地區(qū)不正常的暖化負(fù)有責(zé)任，并再次強(qiáng)調(diào)，在北極地區(qū)，海冰消融和氣溫升高已經(jīng)形成一個(gè)正相關(guān)的關(guān)系，這將進(jìn)一步加速海冰消融和全球變暖。 這一研究將重新引發(fā)關(guān)于北極地區(qū)已經(jīng)超越一個(gè)關(guān)鍵臨界點(diǎn)的話題，即海冰消融速度將會(huì)大大超過預(yù)期速度。大部分的預(yù)測(cè)表示，到2050年北極地區(qū)將會(huì)在夏季出現(xiàn)無(wú)冰現(xiàn)象，而有些研究模型則認(rèn)為，北極冰面將會(huì)在十年內(nèi)全部消失?！ ∝?fù)責(zé)該研究的澳大利亞墨爾本大學(xué)的詹姆斯?斯克林（James Screen）說：“關(guān)于北極海冰臨界點(diǎn)的問題至今還處于激烈的爭(zhēng)論之中。我們的研究結(jié)果還不能證明北極已經(jīng)越過這個(gè)臨界點(diǎn)。我們能說明的是，目前在該地區(qū)出現(xiàn)的關(guān)于海冰與氣溫的強(qiáng)烈正相關(guān)關(guān)系只能增加進(jìn)一步暖化和海冰消融的可能性。” 近幾十年，北極地區(qū)的升溫比世界其他地區(qū)要快兩倍，也就是我們所說的“北極擴(kuò)大”現(xiàn)象。一直以來(lái)有科學(xué)家懷疑海冰消融是主要誘因，但是其他因素，例如風(fēng)向改變、云團(tuán)改變和洋流改變都可能造成這一后果。 斯克林和他的同事伊恩?西蒙斯（Ian Simmonds）在《自然》雜志上撰文表示，他們已經(jīng)利用新的數(shù)據(jù)證明了之前預(yù)測(cè)的海冰—?dú)鉁仃P(guān)系確實(shí)存在?！坝捎谌狈Ρ睒O地區(qū)的數(shù)據(jù)，之前的相關(guān)研究都進(jìn)展遲緩。”...
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在武漢召開的第七屆中國(guó)城市森林論壇上，我國(guó)城市森林建設(shè)領(lǐng)域的專家學(xué)者，圍繞“城市森林?低碳城市?兩型社會(huì)”的主題，就發(fā)展城市森林和建設(shè)低碳生活環(huán)境進(jìn)行深入探討。在演講中，他們暢談了建設(shè)城市森林、打造低碳城市的理念與思路、對(duì)策與建議?！ 〈蛟斓吞汲鞘?大有可為 專家們?cè)谘葜v中說，發(fā)展城市森林、打造低碳城市，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變的重要內(nèi)容，是調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的有力舉措，是消除個(gè)人碳足跡的有效途徑?！ ≈袊?guó)林科院首席科學(xué)家盛煒彤介紹說，森林能夠改善小氣候，夏天防暑降溫，冬天防寒保暖。森林能夠固碳貯碳，是一個(gè)巨大的碳庫(kù)，森林通過光合作用吸收二氧化碳，將碳貯存在木材和土壤中。木材可以代替石化燃料，可以代替鋼、水泥、鋁等高能耗材料，并降低二氧化碳排放量和能耗。在當(dāng)前難以有效減少能耗和排放的情況下，發(fā)揮森林的“碳匯”作用，能夠拓展城市生態(tài)環(huán)境容量，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展?！ ≈袊?guó)科學(xué)院院士蔣有緒說，大規(guī)模植樹造林，增加森林面積，加強(qiáng)森林管理，可以促進(jìn)二氧化碳的吸收，增加森林碳匯能力。森林的吸碳減排作用巨大，效果明顯，是工業(yè)直接減排所不可比擬的。城市森林植被所增加的碳匯，可以抵消其工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)消費(fèi)排放碳總量中的相當(dāng)一大部分。盛煒彤認(rèn)為，我國(guó)許多城市在近郊或遠(yuǎn)郊有大面積丘陵山地的森林，這部分森林面積大，森林生長(zhǎng)量和碳匯能力的潛力也很大，對(duì)于發(fā)展城市低碳潛力巨大。 蔣有緒認(rèn)為，發(fā)展城市森林應(yīng)當(dāng)作為低碳...
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日前，美國(guó)科學(xué)家找到了一種行之有效的方法，能使硅基太陽(yáng)能電池具有足夠的柔韌性，從而可使其包裹在一支鉛筆粗細(xì)的物體之上或者附著在建筑物的窗戶甚至汽車的玻璃表面。10月5日出版的《自然?材料》雜志報(bào)道了這一成果，并稱該技術(shù)可將之前極易破碎的硅片轉(zhuǎn)印到柔性材料之上，為傳統(tǒng)的硅切片工藝提供了新的可能?！ ∝?fù)責(zé)此項(xiàng)研究的伊利諾伊大學(xué)香檳分校的約翰?羅杰斯說，這項(xiàng)技術(shù)將為新型太陽(yáng)能建筑的推廣打開大門，“我們可使它足夠的薄，然后將其‘轉(zhuǎn)印’在一個(gè)塑料片上，從而將其制成可卷曲的系統(tǒng)，這樣，類似于膠片厚薄的薄膜就可被貼附在建筑物的玻璃表面上?！薄 ?jù)了解，由于全球變暖和高油價(jià)的影響，依靠光電轉(zhuǎn)換的太陽(yáng)能電池被譽(yù)為最具希望的綠色能源之一。包括日本消費(fèi)電子制造商夏普和德國(guó)Q－Cells在內(nèi)的不少公司都在進(jìn)行薄膜太陽(yáng)能電池相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)。但相對(duì)于傳統(tǒng)太陽(yáng)電池，薄膜太陽(yáng)能電池較低的光電轉(zhuǎn)化效率一直是困擾業(yè)界的難題。 羅杰斯稱，此項(xiàng)技術(shù)是以光電轉(zhuǎn)換效率較高的單晶硅作為原料。為了克服單晶硅硅片極脆易碎的缺點(diǎn)，他們使用了一種特殊的蝕刻方法，能從較大的硅晶體上削下比傳統(tǒng)的硅片薄10倍到100倍的超薄硅片。按其不同的厚薄程度可被應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。當(dāng)硅片被削切下來(lái)之后，就會(huì)被一個(gè)裝置拾起，然后將其像蓋章一般“轉(zhuǎn)印”到一個(gè)新材料的表面之上。最后，再用電氣系統(tǒng)將這些如同細(xì)胞的太陽(yáng)能電池連成整體。相對(duì)于傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池板，...
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為什么海洋動(dòng)物很少去海底，即便那兒有很多食物？意大利海洋生物學(xué)家說，數(shù)以萬(wàn)億的深海病毒可能要對(duì)此負(fù)責(zé)，它們控制了世界上最深的食物鏈，這些病毒“居民”將碳和營(yíng)養(yǎng)“圈”在了海底，使得其他海洋動(dòng)物無(wú)法享用。 意大利曼切科技大學(xué)的羅伯特?丹瓦羅和他的研究團(tuán)隊(duì)收集了世界各地的幾十份沉淀物樣本。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每份沉積物頂部的幾厘米處都包含大量病毒，平均每克沉淀物包含多達(dá)10億個(gè)病毒，相當(dāng)于在海底每平方米包含8萬(wàn)億個(gè)病毒。而且無(wú)論這些沉積物樣本是來(lái)自于相對(duì)淺（距離海面僅幾百米）的大陸架還是距海面6000米的深淵，結(jié)論都是如此。沉積物上的病毒傳染了處于食物鏈中最低級(jí)的原核生物。 通常，較大的生命機(jī)體吃掉原核生物來(lái)吸收營(yíng)養(yǎng)物和碳，但是當(dāng)原核生物被病毒傳染時(shí)，情況就不同了。病毒破開原核生物，將其中的碳和營(yíng)養(yǎng)融入水中。這就是人們所知的“病毒分流”，營(yíng)養(yǎng)被分流到食物鏈上沒有被感染的細(xì)菌處保留下來(lái)，致使這些細(xì)菌產(chǎn)生更多的細(xì)菌，“款待”更多的病毒。丹瓦羅發(fā)現(xiàn)，樣本來(lái)源的地方越深，病毒越活躍。 這項(xiàng)新研究在所有的樣本中發(fā)現(xiàn)，沉積物中的原核生物越多，存在的病毒就越多，研究團(tuán)隊(duì)因此得出結(jié)論說，病毒和原核生物相互喂養(yǎng)，而更大的生物體必須尋求其他能量來(lái)源，因此，它們避開了海底。 海洋濾過性微生物學(xué)之父、美國(guó)南加州大學(xué)的杰...
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