光譜技術論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇光譜技術論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

文章編號：1004-7484（2013）-11-6864-01

中藥飲片是在中藥理論的指導下，根據辨證施治和調配制劑的實際需要，對中藥材進行一定的加工炮制而形成的產品。由此可以看出中藥材的質量也就決定了中藥飲片質量的優劣，而中藥飲片的質量對臨床中藥制劑的質量和藥效也起著決定性作用。但長期以來國缺乏對中藥飲片的質量標準和控制等有效的法律法規。因此，中藥飲片質量的檢測和控制對于保證中藥療效和廣大人民安全使用中藥有著非常重要的意義。基于此論文對中藥黃連片活性成分進行了檢測，現將分析報道如下。

1中藥黃連飲片活性成分的檢測方法及過程分析

1.1中藥黃連飲片活性成分的檢測方法分析中藥黃連為毛莨科植物黃連、三角葉黃連或云連的干燥根莖，黃連的主要活性成分有小檗堿、黃連堿、甲基黃連堿等，具有清熱燥濕、瀉火解毒等功效[1]。由于其主要活性成分多數具有熒光，所以采用熒光光譜成像技術對黃連飲片進行檢測。光譜成像技術是一門新興的技術，是傳統的二維光學成像技術和光譜技術有機結合的產物[2]。另外，這種技術還集中了光學、光電子學、電子學、信息處理學、計算機科學等領域的先進技術。光譜成像技術運用范圍很廣，可以進行圖像采集、顯示、處理和分析解釋等[3]。中藥黃連飲片活性成分分布的檢測主要是通過光譜成像技術構建中藥黃連飲片是我光譜成像指紋圖譜，從而實現黃連飲片的活性成分空間分布檢測，這種檢測方法不僅科學，而且可靠、準確。檢測結果可以為入藥部位選擇及飲片質量的評價提供依據。

1.2中藥黃連飲片活性成分的檢測過程分析在進行實際檢測時要先調節系統接收端的高度，以保證達到最大的空間分辨率。然后根據藥物的特點設置系統中的參數，主要包括光譜分辨率參數、范圍參數和接收器曝光時間參數等，這些參數會根據不同的藥品做不同的調整。中藥黃連飲片活性成分分布的檢測時這些參數的范圍是光譜分辨率參數5nm、范圍參數480-680nm、接收器曝光時間參數800ms。接著將被檢測物品放置到載物臺上，要注意調整紫外光源和載物臺的相對位置，使其均勻激發顯示出若干個狹窄的光譜帶。最后用計算機專用軟件對檢測所得到的數據圖像進行處理。2中藥黃連飲片活性成分的檢測數據分析

中藥黃連根部有皮層、木質部、髓部三個部位，這三個部位是可以直接通過肉眼觀察到的，但是看不到的是這三個部位中所含有的活性成分是不相同的，甚至存在很大的差異。這種特性的判別只有通過實驗才能得出，用光譜成像技術分別在三個人工選取10×10像素的小區域內對這三個部位的活性成分進行檢測發現三個部位的光譜曲線存在明顯的差異[4]，其光譜曲線平均值如下圖所示（圖1）。木質部、髓部和韌皮部的峰形和峰位相似顯示性較大，而峰面積卻存在較大的差異。通過對光譜圖像的重構和分類處理，可以清晰地看出中藥黃連各部分的活性成分的空間分布狀況。統計三個部位中的像素所占面積的對比情況，結果顯示，木質部、髓部、皮層各自占的總面積分別為30.3%、18.5%、51.5%。由此可以看出，中藥黃連飲片中的主要活性成分在木質部中含量最高、其次是髓部、皮層中的含量最低[5]。3中藥黃連飲片活性成分的檢測結果討論

論文對中藥黃連飲片活性成分檢測的目的是為了觀察了解中藥黃連飲片中活性成分的分布，有效的對其藥用部位進行質量評價。論文以中藥黃連飲片為研究對象，結合中藥鑒定學與分析化學知識，運用光譜成像分析技術對中藥黃連飲片活性成分進行檢測。通過對中藥黃連飲片活性成分的檢測數據的分析，可以看出中藥黃連飲片不同組織結構中活性成分的分布差異性比較明顯，而且這也直接決定著入藥部位的如何選擇，但目前中藥入藥部位的選擇主要通過經驗來判斷的，這對藥效的發揮及藥品質量的控制都是非常不利的。論文運用熒光光譜成像分析技術對黃連飲片的活性成分進行了檢測，實驗結果顯示可以通過分析黃連飲片不同組織部位的光譜特征，運用主成分分析法確定檢品活性成分的空間分布。同時，還可以進一步通過圖像分割，獲得飲片各組織結構的空間分布及其活性成分的相對含量，這些數據都可以為入藥部位的質量控制提供依據。4結語

通過論文的研究發現黃連飲片根莖的不同部位中所含的活性成分量存在一定的差異，其中木質部中含量最高、皮層中的含量最低。同時，論文還可檢測出不同部位像素所占的空間面積比例，有效的檢測出活性成分具體的分布情況。這些數據不僅有利于確定黃連飲片的主要藥效成分，而且可以為其入藥提供科學依據。最后，希望論文的研究為相關工作者及研究人員提供借鑒和參考。參考文獻

[1]趙靜，龐其昌，馬驥，等.中藥黃連飲片活性成分分布的檢測研究[J].光譜學與光譜分析，2012，31（6）：1692-1697.

[2]李彩虹，周克元.黃連活性成分的作用及機制研究進展[J].時珍國醫藥，2010，21（2）：466-470.

篇（2）

 

1 引言：

隨著遙感技術的發展，現代遙感技術為對地觀測提供了多空間、多光譜、多時相分辨率的海量遙感影像數據廣泛的應用于各個領域。與單源遙感影像數據相比，多源遙感影像數據所提供的信息具有冗余性、互補性和合作性。[1]由此可見，多源遙感影像數據融合不僅是一種遙感影像數據處理技術，而且是一種遙感信息綜合處理和分析技術，是目前遙感應用研究的重點之一。一般來講，一般情況下計算機論文，多光譜圖像的光譜分辨率較高，但空間分辨率比較低。全色圖像具有高空間分辨率， 但光譜分辨率較低。 為了增加圖像信息提取的精確性和可靠性， 提高圖像的解譯能力，可以將低空間分辨率的多光譜圖像和高空間分辨率的全色圖像進行融合， 使融合后的多光譜圖像在保留光譜特性的同時具有較高的空間分辨率。而HIS變換是一種最常用的多源遙感影像數據融合的方法，融合的影像在空間分辨率和清晰度上比原多光譜影像都有了一定的提高，且較大程度上保留了多光譜影像的光譜特征，有利于提高制圖精度。Haydn 等(1982)[2]首次將IHS 變換法應用于兩種不同平臺遙感數據源的融合 ，這種方法也被用于TM 和SPOT 全色圖像數據以及SPOT 多光譜和全色波段數據的融合。 因此如何獲得高清晰的圖像已成為一個重要研究課題。本文提出了一種經過改進的HIS 變換法，從而獲得更為清晰的圖像。

2 研究區域和數據源

本文的研究區域為江西省撫州市市區。數據源為撫州市區2000年9月的ETM圖像和SPOT圖像cssci期刊目錄。研究區域圖像如下：ETM圖像為Band 5、Band 4、Band 3波段合成。

圖A 原始圖像圖B SPOT全色圖像

3 試驗方法與評價

3.1 傳統的HIS變換

從RGB模型轉換到IHS模型的變換就是IHS 變換。 而IHS 變換法的主要原理就是將多空間分辨率低的3波段圖像經過HIS變換得到I（亮度） ， H（色度） ， S（飽和度） 三個分量， 然后將高分辨率的全色圖像代替I 分量， 把它同H、S進行HIS 反變換得到具有高空間分辨率的多光譜圖像。

3.3 低通濾波HIS變換

卷積運算進行圖像平滑導致圖像空間分辨率的降低, 是由于原始RGB 圖像的空間信息與其它信息沒有分離。如果在卷積運算前首先對原始RGB 圖像進行HIS變換, 將空間分量I 分離, 只對色度H 和飽和度S 平滑,則不會引起圖像空間分辨率的降低。因此錢永蘭等提出一種改進的低通濾波變換[3] 。首先對原始多光譜圖像進行IHS 變換,將包含空間信息的I

分量分離, 只對色度、飽和度分量H、S 進行低頻卷積運算, 得到新的H′、S′分量, 將I、H′、S′做HIS 逆變換, 得到新的多光譜圖像。

3.4 直方圖匹配HIS變換

直方圖匹配是一種對數字圖像進行增強的處理方法。 直方圖匹配時對圖像查找表進行數學變換計算機論文，使一幅圖像某個波段的直方圖與另一幅圖像對應波段類似，即以一幅圖像的直方圖作為參照對象,去調整另一幅圖像的直方圖, 使之盡可能與參照圖像保持一致。伍娟、盧凌[4]提出不直接用全色圖像代替TM 圖像的I分量, 先將全色圖像同TM 圖像亮度圖像( I 分量)進行直方圖匹配, 生成與亮度分量具有相似直方圖分布特征的圖像I″,然后用I ″代替I 分量, 由I″,H , S 進行反變換得到融合圖像。這種方法不僅可部分消除全色圖像和TM 圖像獲取時光照條件差異和地形起伏的影響, 而且生成的圖像與亮度圖像相關性增大, 復合圖像的光譜特征與原TM 圖像的光譜特征接近。

3.5 改進的 HIS 變換

針對傳統HIS變換法的清晰度不強的問題，本文提出一種改進方法，即不直接用高分辨率的全色圖像代替多光譜的亮度（I）分量，而是用分辨率融合后的第一主成分代替亮度（I）分量。并進行高通濾波和直方圖匹配。對H、S分量進行低通濾波后于第一主成分進行IHS反變換。具體步驟如下：

1.首先將高分辨率全色圖像進行高通濾波，生成新圖像SPOT′。

2.將原始圖像進行主成分分析，生成PC1

3.將原始圖像第一主成分PC1與新圖像SPOT′進行直方圖匹配得到PC1′

4.將原始TM圖像進行IHS變換，提取H、S分量。

5.將H、S分量進行低通濾波生成H′、S′。

6.將PC1′、H′、S′進行IHS反變換，生成融合圖像

4 試驗結果與評價

下圖中圖C為傳統HIS變換、圖D為低通濾波HIS變換、圖E為直方圖匹配HIS變換、圖F為本文提出的HIS變換。

圖C 傳統HIS變換圖D 低通濾波HIS變換

圖E 直方圖匹配HIS變換圖F 本文提出的HIS變換

圖像融合結果的評價分為主觀評價與客觀評價。 主觀評價是通過目視來比較分析； 客觀評價是利用圖像的統計特性參數來進行判定，下面簡要介紹各種參數的定義及其物理含義。

1）圖像均值 圖像均值是像素的灰度平均值，對人眼反映為平均亮度。其定義為

式中：M，N 為像元的行列數。

2）標準差標準差(Standard Deviation) 也稱均方差(meansquare error)標準差反映了圖像灰度相對于灰度平均值的離散情況，若標準差大，則圖像灰度級分布分散，圖像的反差大計算機論文，可以看出更多的信息。標準差小，圖像反差小，對比度不大，色調單一，看不出太多信息。

3）信息熵[5] 根據仙農(Shannon)信息論的原理，一幅8bit 表示的圖像x的信息熵為：

式中： x 為輸入的圖像變量， Pi 為圖像像元灰度值為i的概率cssci期刊目錄。熵越大，圖像所包含的信息量越豐富

4）平均梯度 平均梯度可敏感地反映圖像對微小細節反差表達的能力，可用來評價圖像的清晰程度，同時還可以反映出圖像中微小細節反差和紋理變換特征。其計算公式為

圖像評價參數結果下表：

 

方法

波段

最小值

最大值

平均值

標準差

熵（bit）

Band543

熵之和（bit）

平均梯度

原始TM圖像

Band5

218

74.661

24.811

6.2726

17.5765

8.6366

Band4

100

63.589

15.519

5.6872

4.8941

Band3

181

63.738

18.245

5.6167

5.2615

傳統HIS變換

Band5

255

227.355

2.743

3.2006

12.384

0.65117

Band4

255

71.384

12.298

5.4488

2.3645

Band3

255

15.010

3.906

3.7346

0.6966

低通濾波

Band5

255

85.715

28.323

6.4831

19.5576

9.3466

Band4

255

153.754

36.468

6.8617

9.952

Band3

255

89.276

25.058

6.2128

8.0971

直方圖匹配

Band5

255

73.156

18.381

6.0857

19.5338

4.5971

Band4

255

132.423

27.471

6.6110

6.7384

Band3

255

125.977

32.808

6.8371

6.0906

自己方法

Band5

255

72.945

20.423

6.2020

19.523

12.503

Band4

255

121.641

27.210

6.3912

17.452

Band3

255

114.032

篇（3）

潛心研究打基礎

創新性研究的突破性進展源于長期基礎研究的科學積累。1974年從工作了三年的無線電系被調回化學系分析站的吳瑾光因感興趣而主動選擇管理紅外光譜儀。當時的分析站面向社會,為其他科研和工業生產單位提供技術支持,很多有技術疑難的單位經常到北大尋求幫助。

75年前后,公路研究所試圖由炒瀝青鋪路改為先進的乳化瀝青;不用加熱又省原料的常溫鋪路。由展覽會得到了國外的兩個黑白溶液樣品,想要解析乳化瀝青的成份與原理。公路所找了很多單位,都無法解決。后來就找到了吳這兒來。她欣然接受了這項任務,回家后和徐端夫一起討論研究方案。她先查了文獻研究了國際動態,然后用自已做的色譜柱去分離,接著用紅外光譜檢測,再研究了表面活性劑的紅外圖譜,終于解決了這個問題。最后,便和公路所的研究人員確定了乳化瀝青的制造方案,在大連建產生產適用我國的表面活性劑,實現了產業化,在5個省進行了乳化瀝青實驗鋪路。后該成果發展成國家大項目。

幾乎同時,北醫三院的周孝思主任來找北大化學系解決膽結石問題。膽石主要有膽固醇結石與色素型結石。色素結石難溶且食物脂肪低易患。此癥中國非常多,死亡率非常高,僅次于癌癥;歐美這種結石病人少見有關很少,不了解其成分與形成機理。后來,周主任就來找了吳瑾光教授。吳認為紅外光譜有可能提供一條突破口,于是就接下來了這項科研任務。徐端夫院士也很感興趣并參加合作,他們應用配位化學的方法把90%以上的成分提取了出來,并對結石主要成分進行紅外研究和凝膠電泳鑒定。該成果后來在中華醫這會外科學會上做了報告,產生了很大的學術影響。在這工作的基礎上,該課題組又做了多年的結石研究,對結石成因提出新見解取得了一系列成果。在國內多次得獎并獲得美國優秀科研獎。

無創腫瘤診斷

后來,周醫生去美國賓西法尼亞大學跟其內科主任S教授進修。周醫生向S教授介紹了與吳合作用紅外研究膽石的成果,S教授非常驚奇,他想做的工作中國竟已做成了,他是一位對紅外光譜有一定造詣的醫學博士。便邀請吳進行合作研究。吳赴美進行科研合作三個月,在國際會議上發表了幾篇論文。當年年底,S教授就訪問中國,要求與吳科研組建立長期的合作。

90年代,當腫瘤成為人類社會共同關注的醫學難題。已有的各種診斷方法都滿足不了手術治療的需求,非常迫切需要發明一種更快捷,更有效的檢測新方法。于是,由吳瑾光教授牽頭,把研究方向發展至腫瘤研究。

因為紅外光譜是分子結構變化的靈敏探針,因此從分子結構變化的角度入手,用紅外法研究細胞的分子結構變化來檢測腫瘤。文獻常通用切片和勻漿法等破壞樣品方式制樣。他們突破常規的思維發展了一些新的檢測方法,從而做到了在不破壞樣品的前提下直接對腫瘤組織進行檢測。并與醫院合作,首先對凍存腫瘤樣品進行檢測,然后又設計改造了紅外光譜儀,使之穩定可搬到了手術室外,對手術后新鮮腫瘤組織測定,建立了幾萬張規模的紅外光譜圖庫,較為系統地研究了10多種腫瘤的光譜特征,觀察到良性和惡性腫瘤的差別規律性。并進而用紅外光纖做原位在體腫瘤檢測。

在歸納比較總結這些實際數據的前提下,課題組從化學原理上反復論證紅外光譜檢測腫瘤的新方法的科學依據,并把檢測結果與金標準病理結果相比較,嚴格論證;證明了該方向的實用性與高效性。

2004年6月,由北京大學化學院吳瑾光教授聯合北醫三院、北大口腔醫院、中科院化學所徐端夫院士課題組、北京第二光學儀器廠和西安交大第一醫院等共同完成的“腫瘤臨床診斷的紅外光譜新方法”的科研項目的成果由北京市科委主持通過了鑒定。

該項目率先提出了一種可用于腫瘤診斷和臨床醫療應用的紅外光譜腫瘤檢測的新方法,它可在3-5分鐘快速準確地判斷腫瘤,實現了對腫瘤的在體、原位、實時檢測,可為外科醫生選擇手術方案提供快速診斷報告,對手術治療過程很有幫助。紅外檢測結果與病理診斷金一標準比較對照,兩者符合率達90%以上,該成果具有原創性并擁有自主知識產權。

三腺腫瘤診斷及現狀

在和醫院的合作中,口腔醫院提出了新的要求:由于腮腺部位神經比較多,如手術中傷了神經,可能使臉部變形,比較麻煩。希望能做到腮腺腫瘤的無創,預先診斷,以提供足夠的做手術方案的準備時間。

在一次偶然的機會中,吳發現從腺體表面皮膚,用中紅外光纖光譜能準確檢測出乳腺增生、良性腫塊和癌變等不同程度病變。后來試著把該技術轉移到腮腺的診斷,結果證明了從腮腺表面皮膚反映的光譜變化也完全能觀察到該腺體病變的情況。目前,這一新技術已能實現對腮腺、乳腺、甲狀腺三種腺體的診斷。這種無創、無痛苦、快速、便捷的檢測方法具有比較明顯好的應用前景。目前,課題組已申請并獲得了該技術的中國和美國專利。

該方法所用的中紅外光纖是其中的關鍵技術。原來使用的是美國Spectech出產的中紅外光纖,這種光纖價格昂貴,易損壞,并且該項公司已停產,而且國際上也找不到適用的中紅外光纖。課題組張元福教授經過幾年的努力,現已研制成新的性能優異的中紅外光纖,這種光纖耐用而不易損壞,且價格遠比國外進口光纖低,最近已經在北大第三醫院投入臨床使用。至此,該課題組已經完全掌握了具有自主知識產權的整套體表無創診斷三種重要腺體良惡腫瘤的技術。

篇（4）

 

氫化物發生技術已廣泛用于可形成揮發性氫化物元素的測定，氫化物發生-原子熒光聯用成為80年代以來在我國發展較快的一種新的痕量分析技術。免費論文參考網。氫化物發生和原子熒光光譜法的聯用技術，已成為近幾年發展較快的一種新的分析技術，本文應用AFS-930雙道型原子熒光儀，樣品經一次消化后，可以同時測定汞、砷兩種元素，主要研究內容——研究地表水長時間同時測定砷、汞的最佳測定條件：

1、載氣：

載氣的作用在于將生成的氫化物帶入石英爐，研究表明載氣的流量及成份對熒光強度均產生很大影響。免費論文參考網。

表1-1 載氣成分對熒光強度的影響

載氣元 素

AsHg

純氫氣 1.01.0

99%AS-1%O20.89 0.96

注：表中數據為相對熒光強度

過高的載氣量會沖稀原子的濃度，過低的流速則難以迅速將氫化物帶入石英爐，用純Ar作載，流量一般為400ml-600min，經過大量實驗選取選載氣流量：400 ml/min，Ar純度為：99.999%。

2、屏蔽氣：

現在的石英爐原子化器均具有外屏蔽氣，它可以防止周圍的空氣進入火焰產生熒光猝滅，以保證較高及穩定的熒光效率，屏蔽氣的流量對熒光強度的影響不是很顯著（在600- 1600ml/min），選900 ml/min。

3、反應介質：

將溶液調整到被測元素的最佳反應介質，是非常必要的，并通過大量實驗證明：介質水HCL0.5moL/L， 硫脲1%

4、還原劑及其濃度：

在HGAFS法中，常用的還原劑KBH4（NBH4），其濃度對測量結果影響很大，不同元素有不同的最佳KBH4濃度，除As外，其它5個元素在KBH4為0.4%左右時均可得到或接近最佳靈敏度，而As則需要較高的KBH4（＞1.0%）。

本人通過大量實驗，結合對地表水汞、砷同測兩者兼顧的原則，還原劑KBH濃度取1%，經多年實踐效果良好。免費論文參考網。

5、爐高

汞元素由于多種因素造成不太穩定，測試時間長一點，易漂移，我單位樣品達150個左右，測試時間長，所以希望能找到某一高度，即有較高的靈敏度，又有相對的穩定性，通過大量反復實驗，較好地解了這一難題，即爐高約10mm。

結果分析：

汞的標準系列為：

濃 度 0.05 0.100.20 0.40 0.80. 1.60 2.00

熒光強度 13.9131.31 61.28 121..04 238.10 473.09 591.90

線性方程：lf=295.4161×C+1.1534 相關系數:a=1.000

砷的標準系列為:

濃度:

0.25 0.501.00 2.00 4.008.00 10.00

30.10 60.19 128.56259.70 504.20 1031.10 1283.97

線性方程: lf=128.6347×（-1.8166 ）相關系數:a=1.000

它們都具有較高的靈敏度,相關系非常好

盲樣測試：2006k5（As）

稀80高后測出：506µg/L 合格

6、結論

本文討論了運用AFS-930雙道型原子熒光儀同時測定地表水中的汞、砷，在實際操作中對載氣、屏蔽氣、反應介質、還原劑、爐高等實驗條件進行了優化，使該方法具有靈敏度高，檢出限低，精密度好，準確度高，試劑用量少，操作簡便，實現了自動進樣，特別是大批量樣品測定，大大提高了工作效率。

參考文獻：

①、水質分析方法標準匯編 水利出版社 水利部水質實驗研究中心 周懷東、段玉英等編寫；

②、環境化學 中國物價出版社 高密來編寫；

篇（5）

九天攬月鴻鵠志 步步為營創輝煌

在通往科學高峰的路上,張教授一路前行,品嘗著希望與困難,交融著榮耀與汗水,深造期間,他用不懈的努力換來了中國光學科技前沿領域的重大突破。讀研期間,他同導師劉樹田教授一起在國內率先開展光學分數傅立葉變換的研究。為利用光學分數傅立葉變換進行信息處理鋪平了道路。在中科院物理所攻讀博士學位期間,開拓了分數傅立葉變換在光學信息處理領域中的應用,被評價是國內在現代光學技術科學領域研究工作中的優秀成果具有國際先進水平。

1999-2001年,他獲得日本學術振興會博士后基金資助,在日本山形大學工學部從事生物成像研究,被應用在實際的儀器上。2001-2002年,他在香港理工大學電子工程系從事光纖氣體傳感器研究。其研究內容被收錄在《光纖傳感技術新進展》一書中,已出版發行。2002-2003年,他在德國洪堡基金的資助下在德國斯圖加特大學應用光學研究所任洪堡研究員,從事數字全息重建算法的研究,提出了利用相位恢復算法來進行數字全息重建的新方案,引起了同行的重視和肯定。這部分內容作為美國Nova Science出版社的新書《New Developments in Lasers and Electro-Optics Research》中的一章,已經出版發行。

2003年,他進入首都師范大學物理系工作,先后獲得了北京市科技新星計劃,北京市留學人員擇優資助等人才項目的資助。作為北京市“太赫茲波譜與成像”創新團隊的核心成員,主要從事太赫茲波譜與成像,太赫茲波段表面等離子光學和微納光電子器件設計研究。他提出的多波長成像方法得到了美國Rice大學太赫茲研究者Mittleman的認可,被評價為不僅可以有效地增加成像范圍,還可以提高信噪比。多篇論文被太赫茲領域的虛擬期刊收錄。并于2007年和2009年分別到美國倫斯特理工大學和德國康斯坦茨大學進行訪問研究。

篇（6）

主管單位：四川省科學與技術協會

主辦單位：中國物理學會;原子與分子物理專業委員會

出版周期：雙月刊

出版地址：四川省成都市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1000-0364

國內刊號：51-1199/O4

郵發代號：62-54

發行范圍：國內外統一發行

創刊時間：1984

期刊收錄：

CA 化學文摘(美)(2009)

CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

中國科學引文數據庫(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽：

Caj-cd規范獲獎期刊

聯系方式

期刊簡介

篇（7）

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（c）-0042-02

1 技術背景

紅外技術作為一種現代高科技技術，與激光技術并駕齊驅。它是研究紅外輻射的產生、傳播、轉化、測量及其應用的技術科學。紅外技術的主要發展體現在紅外探測技術方面。

紅外技術的發展始于1940年，但到60年代中葉，才真正出現了紅外探測系統。隨著該技術的不斷成熟，紅外技術被應用于很多領域。在軍事上的應用有紅外制導、紅外通信、夜視儀、探測隱身武器裝備和紅外預警，在國民經濟方面的應用有紅外測溫技術、紅外遙控技術、紅外遙感技術、紅外理療、紅外輻射加熱技術和紅外光譜技術等[1]。

2 紅外輻射源能量光譜分布測試的原理及裝置

紅外輻射波長在0，78～1000μm的一段電磁波譜，這其中還被分為近紅外波段（0.78～3μm），中外波段（3～40μm）和遠紅外波段（40～1000μm）[2]，屬于人眼看不見的波段，需要通過儀器才能探測到需要信息。

凡溫度在絕對零度以上的物體均能夠發射出紅外輻射，其輻射的峰值波長與物體的溫度有確定的關系，即維恩位移定律（Wien's displacement law）[2-3]：

另外，光頻率和波長的關系為，其中c為光速，也有波數表示波長，即（cm-1），這也是現代光譜儀常用的表示方法[1]，該文涉及的光譜儀就是使用這種方法表示波長的。

在韋恩定律的基礎上，人們發明了紅外光譜儀，它能將紅外輻射源的輻射能量按波長的分布以曲線的形式表示出，從而使我們看到清晰的紅外輻射源在某個波長處的相對輻射能量，獲得輻射波長位置，進而可以對紅外輻射源進行更深入的研究。圖2為紅外系統和紅外單色儀的光學原理圖。

M1和M4為反射鏡，M2準光鏡，M3為物鏡，M5為深橢球鏡，G為平面衍射光柵，S1為入射狹縫，S2和S3為出射狹縫，T為調制器單色儀使用的入射狹縫、出射狹縫均為直狹縫，寬度為0～2 mm連續可調。光源發出的光束進入入射狹縫S1，S2位于反射式準光鏡M2的焦面上，通過S1射入的光束經M2反射成平行光束投向平面光柵G上，衍射后的平行光束經物鏡M3成像在S2上。

3 實驗及結果

選取紅外光源和硅土樣品作為測試樣品，對紅外光源的測試，溫度選定為常溫，對硅藻泥的測試，溫度控制在200 ℃左右，設定掃描參數，掃描波長為4000～650 cm-1，即0.25～1.5 μm，間隔設定為5 cm-1和2 cm-1。

設定好參數后，分別對樣品的輻射能量進行采樣，得到樣品輻射能量光譜曲線，見圖3和圖4。

從圖3可以看到紅外光源的最大相對輻射波長在1.1μm處，而從硅土的輻射分布圖中可以看出樣品的輻射波段在0.8～1.3μm之間，屬近紅外波段，但由于硅土中摻雜了其他元素，其紅外輻射能量分布圖的噪聲比較大。

4 結語

利用該系統，可以對不同材料的輻射能量光譜進行測試，了解不同溫度下材料紅外輻射能量光譜分布情況，確定近紅外輻射波長位置。除此之外，利用該系統還可以設計透過率和吸收光譜的測試，對紅外輻射材料的光學特性研究有重要的作用。

參考文獻：

篇（8）

中圖分類號：S511 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2010）-12-0091-1

本文主要研究受稻飛虱和穗頸瘟而倒伏的水稻冠層做光譜研究，使用支持向量分類機針對倒伏和正常得水稻分別給與主分量光譜分析，以增加災害評估、病蟲害監測與遙感估測中可見光光譜技術的使用。

1 材料與方法

1.1 試驗準備

儀器使用ASD公司觀測儀器的高光譜輻射儀（FieldSpe Pro FRTM），在350-2500nm的波段范圍中350-1000nm的波段寬(光譜采樣間隔)為1.4nm，3nm的光譜分辨率；1000-2500nm的波段寬(光譜采樣間隔)為2nm，10nm的光譜分辨率。

選取穗京4號水稻品種，其易感稻瘟病。2009年4月10日播種，5月12日移栽（機插），稻穗頸瘟自然發病較重，引起水稻植株倒伏，黃熟期光譜觀測。

1.2 研究方法

在觀測點于2009年8月20日上午10:00-11:00測定穗頸瘟危害倒伏水稻的冠層光譜，各樣點采集3次光譜，測定10條光譜曲線，取其平均值作為該樣點的光譜反射值，測定正常水稻光譜。

在View Spec Pro2.14（一種光譜分析軟件）中，使用光譜平滑處理（五步滑動平均法）。在Matlab7.0中可以實現光譜數據分析，選用400-1800nm之間的波段進行分析，去掉1341-1450nm之間的吸收水汽的光譜帶。

2 分析與結果

2.1 水稻田間冠層光譜特征分析

水稻因受穗頸瘟和稻飛虱的危害而倒伏，而改變了原有的群體結構，致使植株受光條件和各組分(如莖稈、稻穗等)對冠層光譜的貢獻比例都發生變化。

圖 1 正常和倒伏的水稻冠層光譜曲線

由圖1可知，在可見光400-1800nm的譜段內，正常水稻和倒伏水稻的反射光譜有一定得的增加，在可見光400-690nm的普段內提高了2-10%。說明對倒伏與正常這不同生長狀態的水稻可以使用冠層光譜進行識別。

2.2 C2 SVC對倒伏水稻的識別與驗證

圖2 前二個主成分分量

首先從觀測點觀測70個正常和倒伏的水稻中隨機選取75%的樣株，作為訓練C2 SVC的數據，輸入向量使用前兩個主分量光譜，對正常與倒伏得水稻進行劃分。由于LIBSVM 2.83有很多默認的參數，使用默認參數立即可以解決大量分類與回歸問題，分別影響模型運行精度和速度的重要參數是核函數類型和交互檢驗階數。長時間測試后發現，每當懲罰系數C為1、交互檢驗階數是3、核函數使用徑向基函數RBF并且保持其他參數不改變時，模型的平均精確度到達到100%，可訓練數據中可以實現對正常和倒伏水稻完美識別。

在LIBSVM 2.83中，訓練完成后的網絡，它的參數權值總是恒定的，為了檢測構建模型的普適性，使用黑龍江友誼農場的22個樣株作為數據驗證，測試水稻不同生長狀態時的識別效果，利用C2 SVC對倒伏與正常水稻的生長狀態進行識別時，倒伏水稻沒有被錯分為正常，反之亦然，精度是100%。

3 結論

本研究中觀測點的水稻倒伏都是著地倒，并沒有其他倒伏角度的情況。另外，本研究中的的光譜測試只有地面測試，沒有其他高光譜影像數據。所以，結果能否用于其他研究，還需驗證。

參考文獻

[1] 劉良云,王紀華,宋曉宇,等.小麥倒伏的光譜特征及遙感監測[J].遙感學報,2007,9:323-327.

篇（9）

1講清原理，幫助學生將“四譜”知識上升到理性認識。“四譜”中的三譜UV、NMR和IR即是分子內部運動的光性性質的反眏。而其吸收峰的出現位置與分子中原子或基團的電子云分布和密度及成鍵方式有關。而吸收光譜的產生是由于電磁波與物質分子相互作用，引起分子吸收特定頻率的電磁波，導致分子能級的躍遷，即產生吸收光譜。如引起分子電子能級躍遷的光譜稱紅外光譜(IR)；引起分子中自旋核能級躍遷的吸收光譜稱為核磁共振譜(NMR)；引起分子中振動和轉動能級躍遷的光譜稱為(IR)。但無論何種吸收光譜都是由于光物質分子吸收能量，分子中的電子或自旋狀態或振動或轉動由低能態(基態)躍遷到高能態(激發態)而產生的，即任何一種躍遷形式主要由基態、激發態鍵的強度、電子云密度等所決定。因此我們在講四譜知識時，首先抓住利用電子效應理論，把握波普分析的知識脈搏，把掌握知識的源頭上升到理性。電子效應主要通過誘導效應、共軛效應(π-π、p-π、σ-π、σ-p)改變整個分子內部能量狀態，使基態、激發態鍵強度同時增大或減小；其中某一種狀態鍵強度增大或減小。因此，應用電子效應，很容易判斷非共軛及共軛有機化合物的紫外吸收光譜的最大吸收波長及強度，利用電子效應同樣可分析不同原子和官能團在IR和NMR圖譜中吸收峰出現的位置。抓住電子效應的綱，就使波譜分析的目張。

2在波譜分析中進行類比教學，找出相關官能團的異同點。不同類型的化合物常有相同或相關的官能團，故在教學中發現學生對不同化合物的光譜特征吸收峰經常混淆，易張冠李戴。學生在學習中往往只會機械記憶某一化學鍵特征峰，缺乏整體分析聯系對比，這就需要教師在教學中注重這方面的訓練和培養。運用聯系對比分析的教學方法可使學生系統掌握理解更多的光譜知識，為提高學生識圖解圖能力打下良好的基礎。如羧酸和醇中都有O-H鍵的紅外吸收峰，而醇中無＞C=O鍵的吸收峰，故據有無羰基的吸收峰可對醇和羧酸進行鑒別，又如脂肪胺和芳胺均有氨基的紅外吸收峰，但根據有無芳環的特征吸收峰可對二者鑒別等等。通過聯系對比的教學方法，學生既能看到它們的相同點，又看到其不同點，最終使學生思路開闊，思維清晰，提高了學生分析問題和解決問題的能力。

3進行開放實驗，提高學生識譜能力。“四譜”教學僅從課堂上講授理論要使學生掌握知識遠遠不夠。必須通過加大實踐課堂的教學環節、通過學生把綜合實驗合成的有機產品、畢業論文合成的產品、利用節假日及課余時間隨老師做科研項目的產品在儀器分析的開放實驗室在老師指導下進行測定，分析解圖，培養學生理論聯系實際的能力，提高學生綜合分析和解決問題能力。為此我們結合教學實踐和科研工作，自己編寫了一份“波譜解析實驗”講義，在其中的10個實驗中涵蓋了“四譜”內容，讓學生逐一訓練，并將綜合實驗的產品、畢業論文實驗產品和學生隨老師教學科研項目實驗產品進行四大光譜實驗綜合分析、鑒定結構，從而為他們后續從事科研工作奠定了扎實基礎。

4借助多媒體教學手段，提高波普分析課程教學質量。隨著計算機技術的迅猛發展，多媒體教學軟件作為課堂教學的主要工具已彰顯出其優異的教學效果。由于其教學信息量大、效率高、表達形式直觀明了，已成為完成有機波譜分析教學難點的新趨勢和重要手段。我們考慮到有機波譜解析課程中有些知識難點使用傳統板書教學方法難以表達清楚，根據課程特點及規律，對“四譜”教學自制了CAI教學軟件，教師可根據實際情況充分利用計算機動畫效果進行形象直觀教學。課件制作內容主要包括文本、圖像、動畫、影像、聲音等，圖片或圖像模塊中包合有較多的二維或三維動畫，這樣的教學方式起到了事半功倍的教學效果。我們還通過看全國名校如南京大學、北京大學、蘭州大學、中山大學等校制作的“四譜”實驗操作錄像，幫助學生掌握“四譜”教學知識。綜上所述：由于有機波譜分析是一門新興的邊沿學科，其內容抽象繁雜、信息量大、涉及知識面廣、內在規律性不強、具有大量的經驗數據，對沒有基礎從未接觸過該方面知識的初學者來說往往感到枯燥無味，學習中感覺不知所措、無從下手，也是有機化學學習中的重難點。在進行上述多項教學改革的同時，結合兄弟院校的經驗，尤其是充分利用計算機動畫效果等Flash軟件功能和“四譜”錄像進行輔助教學，取得了優良的教學效果。同時我們還利用我校校園網，建成了該門課程的輔助網站，學生可充分利用網站內的電子教案、多媒體課件、名校的教學錄像及習題進行課后學習。任課老師還可在網站上答疑輔導。由于我們進行了多項教學改革，使學生在有機波譜分析課的學習中學有興趣，成效顯著。

本文作者:張來新趙衛星工作單位:寶雞文理學院

篇（10）

中圖分類號： P627 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）31-152-2

1 遙感地質及勘查技術概述

遙感技術所取得的地面圖像和數據及相應的數據和信息處理技術在地質學的應用 。又稱地質遙感。遙感地質一般包括4個方面的研究內容：①各種地質體和地質現象的電磁波譜特征。②地質體和地質現象在遙感圖像上的判別特征。③地質遙感圖像的光學及電子光學處理和圖像及有關數據的數字處理和分析。④遙感技術在地質制圖、地質礦產資源勘查及環境、工程、災害地質調查研究中的應用。

1.1 遙感地質勘查技術的概念

利用飛機與衛星等遙感器對檢測地標的地質數據進行電磁、光譜的掃描與識別的技術稱之為遙感地質勘查技術，其在地質勘探工作中的應用有助于對檢測地標的地質特性進行深入分析，進而可通過摸清地質信息與地質特征為地質勘探提供更為科學可靠的理論與數據。較之傳統地質勘查技術，遙感地質勘查技術具有多層次、綜合性與宏觀性的特點，因而地質勘查檢測結果的精準性可得到大大提升。近些年，遙感地質勘查技術憑借技術先進、檢測結果準確等優勢在現代地質勘查工作中發揮了越來越重要的作用。

1.2 遙感地質勘查技術的特點

1.2.1 科學性

遙感技術在地質勘查工作中的應用為其數據采集環節提供了大量更具科學性的理論依據。以遙感地質勘查技術在我國的應用為例，使用衛星、飛機等高端遙感器可科學計算、檢測出待檢測地標的具體地質狀況，有效結合電磁技術、光譜技術同現代化計算機技術以及現代化航拍器械可使地質掃描工作更具科學性，進而可為我國地質勘查與地質研究工作提供更為科學、準確的勘察數據與地質資料。

1.2.2 精確性

不斷增大的礦產需求量使得我國地質勘查工作逐漸細化，這對地質勘查技術也提出了越來越高的精細化要求。遙感地質勘查技術可通過電磁技術與光譜技術的應用掃描并分析地質狀況，現代地質勘查工作的精細化需求可得到滿足。遙感地質勘查技術的應用實例顯示，其可對地質狀況進行全方位的檢測與計算，這對現代地質勘查工作精確性以及礦產開采效率的提高均十分有利。

2 遙感地質勘查技術的應用

2.1 獲取地質構造信息

在應用遙感技術找礦的過程中，我們可通過空間信息觀察到相關地質標志，而提取空間信息的過程中則需應用到遙感技術所呈現出的與檢測區域成礦相關的線性圖像，從推覆體以及斷裂等相似類型中提取出有用信息是這一過程中需注意的部分。遙感地質勘查技術還可應用于獲取酸性巖體、火山盆地等地質的信息。由于影響遙感技術成像的因素較多，因而其在地質勘查工作中極有可能會發生地質圖像模糊的情況，這將直接導致地質線性形跡和地質紋理信息無法清楚顯示出來，地質勘測工作隨之面臨困難。針對這一問題，目前主要采用人機交互、目視解譯等方式來突出顯示地質構造圖像中的關鍵信息。

2.2 通過獲取植被光譜來確定礦產位置

礦區感測區中的金屬或礦物較易因地下水文因素和地下微生物作用的影響而改變底層結構，隨之將會對土壤層中的成分造成礦物元素增加等影響，土壤成分受到的影響將直接體現在地表的職務上。土壤層中成分的變化將會改變地表植物對金屬元素的劇集程度和吸收程度，繼而將會使得植物內含水量及葉綠素也發生改變，后種變化將通過植物的反射光譜特征顯示體現出來，遙感技術正是利用了這一系列的變化將檢測區域地表植物的反射光譜特征顯示出來，并通過分析植物異常光譜信息來確定該區域是否存在礦產。不同種類的植物，甚至是同種植物的不同器官在金屬含量方面將會呈現不同的特點，因而需大量收集檢測礦區的植被樣品，并在分析植被光譜信息的基礎上統計出具有良好金屬吸收能力和聚集能力的植被。植物反射光譜的色調是應用光譜特征增強技術處理遙感圖像的主要依據。分離提取出異常色調后，遙感技術可直觀展現出這些異常色調，分析出植被對金屬的吸收能力和聚集能力后則可為確定礦產位置提供一定的依據。

2.3 利用巖礦光譜技術進行識別

作為遙感地質勘查技術的理論基礎，巖礦光譜技術適用于多光譜技術與高光譜技術，其主要是通過提取多光譜蝕變信息實現巖性識別與高光譜礦物識別的目的。多光譜技術較低的光譜分辨率使得巖礦的光譜特征表現力較弱，因此巖礦光譜技術在分析巖礦反射率差異時主要以圖像線性信息與圖像灰度特征為基礎。較之多光譜技術，高光譜技術則既可獲取到連續光譜信息，也可對地質類型加以直觀地識別。綜合使用多光譜技術與高光譜技術可對巖礦類型、與成礦作用有直接關系的礦物蝕變信息加以有效地識別，并可對蝕變強度進行定量，進而可為地質勘探工作提供強有力的技術支持。

3 加強遙感地質勘查技術應用的措施

前文筆者簡要分析了遙感地質勘查技術的概念與特點，并探討了其在地質勘探工作中的具體應用。由于我國在應用遙感地質勘查技術過程中仍存在不少問題，因而我們在實際應用過程中還需采取合理的措施來保證其應用效果。

3.1 加強對遙感技術理論研究

理論是實踐的基礎，遙感地質勘查技術的實際應用離不開有效的理論研究。因此我們首先需深入研究并分析大量與遙感技術相關的理論文獻，為遙感技術的應用打下堅實的理論基礎。除此以外，我們還需依據勘測區域的特點進行理論創新，不斷豐富地質勘查技術應用的理論成果。

3.2 加強技術支持

技術支持在遙感地質勘查技術應用中處于十分關鍵的地位，因此我們首先需保持所應用的相關遙感設備的技術先進性，保證硬件基礎；其次需加大引進與培養先進遙感技術人才的力度，以為遙感技術應用的準確性、合理性和科學性提供人才保證。

3.3 完善相關制度

遙感地質勘查技術的有效應用離不開相關制度的指導與規范，因此我們需積極完善諸如技術崗位責任制度的一系列制度，及時發現遙感地質勘查技術在應用過程中出現的問題，以促進我國遙感地質勘查技術的可持續發展。

4 結束語

綜上所述，迅猛發展的國民經濟使得國家對礦產資源的需求量越來越大，這對地質勘查技術的效率與精確度提出了越來越高的要求。對此，本文簡單介紹了遙感地質勘查技術及其在地質勘探工作中的應用，并提出了加強其應用的具體措施，以期為相關人士提供理論參考。

參 考 文 獻

[1] 王潤生，熊盛青，聶洪峰，等.遙感地質勘查技術與應用研究[J].地質學報，2011，11：1699-1743.

[2] 易飛.遙感地質勘查技術探究與分析[J].住宅與房地產，2016，18：265.