仿植物叶片光谱特征材料的制备及其性能
发布时间：2021-04-04 23:02
高光谱遥感成像可获取目标在可见光-近红外（Vis-NIR）波段（380-2500nm）连续的光谱曲线,根据目标与背景之间的光谱差异来识别目标。因此,要有效对抗高光谱侦查,需要做到目标与背景“同色同谱”。植被环境是目标常处的背景之一,研究模拟植物光谱的材料对于提高目标的隐身能力意义显著。本研究从被子植物叶片的结构与组成出发,研究了不同植物叶片反射光谱特征,分析论证了树叶结构组成与光谱特征间的关系,在此基础上,设计开发了两种仿植物叶片光谱特征材料,考察了影响其光谱特征的因素,具体研究内容如下:1、研究了广玉兰、桃树、晚樱、女贞、紫珠、红果冬青、竹、西府海棠、石楠、桂花10种常见被子植物树叶的Vis-NIR反射光谱,结果表明不同植物新鲜绿叶反射光谱均具有绿峰、红边、近红外高原和水分吸收谷四个特征。分析新鲜绿叶、新鲜黄叶、烘干叶片、干枯叶片、去除叶绿素叶片等不同健康程度叶片的反射光谱特征,发现新鲜绿叶中的叶绿素是形成绿峰和红边的决定性因素,健康完整的叶肉组织是形成近红外高原的决定性因素,树叶中的水分是形成水分吸收谷特性的关键因素。2、采用三维多孔结构的聚氨酯发泡材料作为仿生多孔基材（BPS）模...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电磁波谱的分类
江南大学硕士学位论文2术可以依据光谱通道和光谱分辨率的差异进行分类，分为多光谱遥感、高光谱遥感和超光谱遥感。高光谱分辨率遥感的光谱通道窄而连续，并且可以对目标进行持续遥感成像，因此也通常被称为成像光谱遥感[7-9]。1.1.1高光谱成像技术简介与常规遥感相比，高光谱遥感具有很多全新的特点，主要体现在以下三个方面：①波段多，它可以为每个像元提供成百上千个波段；②波段宽度窄，每个波段的宽度一般不超过10nm；③波段连续，在成像过程中在对场景二维几何空间扫描的同时，可以获取场景的精细一维光谱信息，可以从每一个像元中提取出完整连续的光谱曲线。其成像过程如图1-2所示[10,11]。图1-2高光谱遥感探测成像简图Fig.1-2Diagramofhyperspectralremotesensingdetection成像光谱技术是高光谱遥感探测的核心，是成像遥感技术和光谱技术的结合。在对地物空间成像的同时，高光谱遥感技术可以获取并记录太阳辐射与地物综合作用后的电磁辐射信号，从而得到高光谱图像立方体数据（如图1-3）。在立方体中，其光谱维数据可以展现图像像元的光谱曲线特征，其空间图像维数据可以展现地表二维空间特征。由于高光谱遥感具有较高的光谱分辨率，在对地观测的同时可以获取地物连续的光谱图像，从而能够直接快速地区分和识别地物的组成。相较于传统遥感而言，高光谱遥感增加的地物光谱维信息为遥感的对地观测、地物识别及环境变化检测提供了更加全面的光谱信息，相较于通常的遥感数据分析方法和目标识别来说产生了本质的变化[12]。
第一章绪论3图1-3高光谱数据立方体Fig.1-3Hyperspectraldatacube高光谱遥感探测技术的工作波段包括可见光-近红外两个波段，对应波长380-2500nm。相对于二维光谱而言，它可以在此基础上增加光谱维，利用很多光谱通道较窄的电磁波得到高分辨率的连续影像数据，形成一种特殊的三维遥感。当热力学温度在0K以上时，所有的物体都会由于其内部分子、原子和离子的晶格振动而发射电磁辐射，同时也会对其他物体发射的辐射产生反射或吸收。不同的物体会在不同波长下引起发射和吸收，在光谱中即体现为反射和吸收特征的差异，因此不同的物质具有不同的光谱特征，在光谱中这种特征引起的反射峰和吸收峰的波长宽度一般在5-50nm[13,14]。1.1.2高光谱成像技术应用（1）在地质领域的应用地质领域是高光谱遥感应用最早、发展最成熟的领域之一，尤其在矿物识别、地质填图、矿产资源勘探等方面取得了显著的成效[15]。例如在矿物精细识别方面，高光谱遥感可以实现对矿物亚类识别、矿物组成成分探测、矿物丰度信息提取等地质微观信息的探测。通过研究矿物光谱反射和吸收的精细特征与其微观成分之间的关系，可以轻松的实现矿物种类的识别。不仅如此，通过探测矿物光谱细微的变化，可以勘测出地质演化的信息。同时，通过发展高光谱遥感在矿物精细识别的应用，可以进一步促进高光谱遥感技术在基础地质学、矿产资源评价、矿山污染治理等方面的长远应用[16-18]。（2）在农业领域的应用近年来，高光谱遥感在精准农业领域的应用已成为遥感应用的一个重要分支。在农作物的生产研究过程中，精准农业要求对土壤墒情、农作物的长势以及产量等信息实时跟进，实现农业精细化管理。在反映植被、土壤某些生物物理特性的细微变化上，高光谱遥感可以获得细分波段数据，有着
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物叶片的近红外光谱研究[J]. 廖昱博,管立新,温锦辉,彭中正,林玲. 赣南师范大学学报. 2019(06)
[2]农业高光谱遥感研究进展及发展趋势[J]. 陈云浩,王思佳,赵逸飞,王明国. 地理与地理信息科学. 2019(05)
[3]高光谱成像与应用技术发展[J]. 高泽东,郝群,刘宇,朱院院,曹杰,孟合民,刘杰,程洪亮. 计测技术. 2019(04)
[4]一种高强度抗脱水纳米复合水凝胶的合成及表征[J]. 许波,刘雨薇,王平,王强. 高分子材料科学与工程. 2019(01)
[5]高光谱遥感技术在地质领域的发展与应用概况[J]. 姜廷轩. 世界有色金属. 2018(23)
[6]高光谱遥感技术发展与展望[J]. 张淳民,穆廷魁,颜廷昱,陈泽宇. 航天返回与遥感. 2018(03)
[7]高光谱蚀变矿物提取在地质找矿中的应用研究[J]. 罗国平,曾琪. 世界有色金属. 2018(03)
[8]绿色植物光谱特征拟合技术研究进展[J]. 许浩,刘珩. 兵器装备工程学报. 2018(02)
[9]绿色植被红边特征的研究（英文）[J]. 王晶,刘朗,李澄,项腾飞,郑顺丽,丁诗炳,刘盼金. 光谱学与光谱分析. 2017(12)
[10]高光谱成像技术的应用与发展[J]. 周阳,杨宏海,刘勇,林森. 宇航计测技术. 2017(04)
博士论文
[1]植被背景仿生材料研制及其光谱特征形成机制研究[D]. 高颖.中国科学技术大学 2017
[2]特殊浸润性海绵的制备及油水分离应用研究[D]. 许亮鑫.清华大学 2016
[3]高光谱遥感数据特征提取与特征选择方法研究[D]. 魏峰.西北工业大学 2015
[4]超疏水聚氨酯（PU）海绵的制备及油水分离特性研究[D]. 祝青.哈尔滨工业大学 2014
[5]植物叶片仿生伪装材料研究[D]. 刘志明.国防科学技术大学 2009
硕士论文
[1]高光谱图像异常检测研究[D]. 王佳.西安电子科技大学 2019
[2]高光谱图像地物及目标识别[D]. 高暖.西安电子科技大学 2019
[3]山地背景材料的可见光-近红外反射光谱测定及迷彩服伪装效果评价[D]. 杨星.北京服装学院 2019
[4]一种新型高光谱涂层的设计与研制[D]. 夏晨硕.南京大学 2018
[5]基于聚甲基丙烯酸羟乙酯水凝胶的改性及其负载透明质酸的研究[D]. 刘雨芳.东南大学 2018
[6]绿色植被近红外光谱特征模拟材料设计、制备及应用研究[D]. 王晶.南京航空航天大学 2017
[7]高回弹及慢回弹聚氨酯发泡材料制备与抗菌改性研究[D]. 孟凡增.北京化工大学 2016
[8]模拟绿色植被光谱特征的近红外伪装涂层研究[D]. 郭利.南京航空航天大学 2013
[9]还原染料的近红外伪装性能研究[D]. 徐园园.东华大学 2008
[10]可见光—红外隐身材料的制备与性能研究[D]. 张凤国.华中科技大学 2006
本文编号：3118653
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电磁波谱的分类
江南大学硕士学位论文2术可以依据光谱通道和光谱分辨率的差异进行分类，分为多光谱遥感、高光谱遥感和超光谱遥感。高光谱分辨率遥感的光谱通道窄而连续，并且可以对目标进行持续遥感成像，因此也通常被称为成像光谱遥感[7-9]。1.1.1高光谱成像技术简介与常规遥感相比，高光谱遥感具有很多全新的特点，主要体现在以下三个方面：①波段多，它可以为每个像元提供成百上千个波段；②波段宽度窄，每个波段的宽度一般不超过10nm；③波段连续，在成像过程中在对场景二维几何空间扫描的同时，可以获取场景的精细一维光谱信息，可以从每一个像元中提取出完整连续的光谱曲线。其成像过程如图1-2所示[10,11]。图1-2高光谱遥感探测成像简图Fig.1-2Diagramofhyperspectralremotesensingdetection成像光谱技术是高光谱遥感探测的核心，是成像遥感技术和光谱技术的结合。在对地物空间成像的同时，高光谱遥感技术可以获取并记录太阳辐射与地物综合作用后的电磁辐射信号，从而得到高光谱图像立方体数据（如图1-3）。在立方体中，其光谱维数据可以展现图像像元的光谱曲线特征，其空间图像维数据可以展现地表二维空间特征。由于高光谱遥感具有较高的光谱分辨率，在对地观测的同时可以获取地物连续的光谱图像，从而能够直接快速地区分和识别地物的组成。相较于传统遥感而言，高光谱遥感增加的地物光谱维信息为遥感的对地观测、地物识别及环境变化检测提供了更加全面的光谱信息，相较于通常的遥感数据分析方法和目标识别来说产生了本质的变化[12]。
第一章绪论3图1-3高光谱数据立方体Fig.1-3Hyperspectraldatacube高光谱遥感探测技术的工作波段包括可见光-近红外两个波段，对应波长380-2500nm。相对于二维光谱而言，它可以在此基础上增加光谱维，利用很多光谱通道较窄的电磁波得到高分辨率的连续影像数据，形成一种特殊的三维遥感。当热力学温度在0K以上时，所有的物体都会由于其内部分子、原子和离子的晶格振动而发射电磁辐射，同时也会对其他物体发射的辐射产生反射或吸收。不同的物体会在不同波长下引起发射和吸收，在光谱中即体现为反射和吸收特征的差异，因此不同的物质具有不同的光谱特征，在光谱中这种特征引起的反射峰和吸收峰的波长宽度一般在5-50nm[13,14]。1.1.2高光谱成像技术应用（1）在地质领域的应用地质领域是高光谱遥感应用最早、发展最成熟的领域之一，尤其在矿物识别、地质填图、矿产资源勘探等方面取得了显著的成效[15]。例如在矿物精细识别方面，高光谱遥感可以实现对矿物亚类识别、矿物组成成分探测、矿物丰度信息提取等地质微观信息的探测。通过研究矿物光谱反射和吸收的精细特征与其微观成分之间的关系，可以轻松的实现矿物种类的识别。不仅如此，通过探测矿物光谱细微的变化，可以勘测出地质演化的信息。同时，通过发展高光谱遥感在矿物精细识别的应用，可以进一步促进高光谱遥感技术在基础地质学、矿产资源评价、矿山污染治理等方面的长远应用[16-18]。（2）在农业领域的应用近年来，高光谱遥感在精准农业领域的应用已成为遥感应用的一个重要分支。在农作物的生产研究过程中，精准农业要求对土壤墒情、农作物的长势以及产量等信息实时跟进，实现农业精细化管理。在反映植被、土壤某些生物物理特性的细微变化上，高光谱遥感可以获得细分波段数据，有着
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物叶片的近红外光谱研究[J]. 廖昱博,管立新,温锦辉,彭中正,林玲. 赣南师范大学学报. 2019(06)
[2]农业高光谱遥感研究进展及发展趋势[J]. 陈云浩,王思佳,赵逸飞,王明国. 地理与地理信息科学. 2019(05)
[3]高光谱成像与应用技术发展[J]. 高泽东,郝群,刘宇,朱院院,曹杰,孟合民,刘杰,程洪亮. 计测技术. 2019(04)
[4]一种高强度抗脱水纳米复合水凝胶的合成及表征[J]. 许波,刘雨薇,王平,王强. 高分子材料科学与工程. 2019(01)
[5]高光谱遥感技术在地质领域的发展与应用概况[J]. 姜廷轩. 世界有色金属. 2018(23)
[6]高光谱遥感技术发展与展望[J]. 张淳民,穆廷魁,颜廷昱,陈泽宇. 航天返回与遥感. 2018(03)
[7]高光谱蚀变矿物提取在地质找矿中的应用研究[J]. 罗国平,曾琪. 世界有色金属. 2018(03)
[8]绿色植物光谱特征拟合技术研究进展[J]. 许浩,刘珩. 兵器装备工程学报. 2018(02)
[9]绿色植被红边特征的研究（英文）[J]. 王晶,刘朗,李澄,项腾飞,郑顺丽,丁诗炳,刘盼金. 光谱学与光谱分析. 2017(12)
[10]高光谱成像技术的应用与发展[J]. 周阳,杨宏海,刘勇,林森. 宇航计测技术. 2017(04)
博士论文
[1]植被背景仿生材料研制及其光谱特征形成机制研究[D]. 高颖.中国科学技术大学 2017
[2]特殊浸润性海绵的制备及油水分离应用研究[D]. 许亮鑫.清华大学 2016
[3]高光谱遥感数据特征提取与特征选择方法研究[D]. 魏峰.西北工业大学 2015
[4]超疏水聚氨酯（PU）海绵的制备及油水分离特性研究[D]. 祝青.哈尔滨工业大学 2014
[5]植物叶片仿生伪装材料研究[D]. 刘志明.国防科学技术大学 2009
硕士论文
[1]高光谱图像异常检测研究[D]. 王佳.西安电子科技大学 2019
[2]高光谱图像地物及目标识别[D]. 高暖.西安电子科技大学 2019
[3]山地背景材料的可见光-近红外反射光谱测定及迷彩服伪装效果评价[D]. 杨星.北京服装学院 2019
[4]一种新型高光谱涂层的设计与研制[D]. 夏晨硕.南京大学 2018
[5]基于聚甲基丙烯酸羟乙酯水凝胶的改性及其负载透明质酸的研究[D]. 刘雨芳.东南大学 2018
[6]绿色植被近红外光谱特征模拟材料设计、制备及应用研究[D]. 王晶.南京航空航天大学 2017
[7]高回弹及慢回弹聚氨酯发泡材料制备与抗菌改性研究[D]. 孟凡增.北京化工大学 2016
[8]模拟绿色植被光谱特征的近红外伪装涂层研究[D]. 郭利.南京航空航天大学 2013
[9]还原染料的近红外伪装性能研究[D]. 徐园园.东华大学 2008
[10]可见光—红外隐身材料的制备与性能研究[D]. 张凤国.华中科技大学 2006
本文编号：3118653
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