棉花全生育期叶片SPAD值的遥感估算模型
第35卷第5期 2017年09月
干旱地区农业研究
Agricultural Research in the Arid Areas V o l.35N o.5
Sept. 2017
文章编号：1000-7601 (2017)05-0M2-07 doi ： 10.7606/j. issn. 1000-7601.2017.05.07棉花全生育期叶片SPAD值的遥感估算模型
马文君，常庆瑞，田明璐，班松涛
(西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌712100)
摘要：叶绿素含量是评估棉花生长状况的重要参数，估算叶绿素含量对于棉花生长监测具有重要意义。以渭北旱塬区种植的棉花为试验材料，测量全生育期棉花叶片SPAD值与冠层反射率光谱，将原始高光谱反射率、一阶微分光谱反射率、不同波段组合的遥感光谱参数分别与SPAD值做相关性分析，用传统回归分析方法构建五种重 要光谱参数的SPAD值预测模型，同时，采用PLSR方法建立全生育期SPAD值的估算模型。最后对模型进行检验，筛选出精度最高的模型。建模结果表明，基于多种光谱参数的全生育期PISR预测模型精度最高、预测效果最好，估算模型的决定系数炉为0.733,验证模型炉为0.737。PISR方法建立的多光谱参数的SPAD值估算模型预测效 果显著，利用高光谱技术对棉花SPAD值进行监测，可为全生育期棉花长势遥感监测提供依据。
关键词：高光谱遥感;估算模型;PISR;SPAD值;全生育期
中图分类号：TP79 文献标志码：A
Remote sensing estimation model of cotton leaf SPAD value at
the whole growth period
M A W en-jun, CHANG Q in g-ru i, T IA N M in g-lu, BAN Song-tao
(College of Natural Resources and Environment, Northwest A&F University，Yangling，Shaanxi 112100，China) Abstract ：C hlorophyll concentration is an im portant parameter to evaluate cotton ^ s growth conditions. So it is sig-nificant to estimate chlorophyll content fo r m onitoring of cotton growth inform ation. The m aterials of this research was the cotton in fie ld in W ei-bei plateau region. F irstly the SPAD value was measured w ith SPAD - 502 in fie ld, and the spec-tra l reflectance o f canopy was measured w ith SVC Handheld spectrometer. Then the correlation was analyzed between the SPAD value and single narrow band raw reflectance, or the firs t derivative spectral reflectance, or spectral indices com-bined from different band. The prediction model was established w ith 5 representative spectral indices. A t the same tim e, the sim ulation model of remote sensing of canopy SPAD value at the whole growth period in cotton was estimated based on PLSR m ethod. F in a lly, the highest precision model was filte re d out by testing. The result showed that the model based on various spectral indices w ith PLSR method obtained the most satisfing results fo r the estimation of chlorophyll concen-tra tio n, R2of the estimation model is 0.733, R2 o f the verification model was up to 0.737. The remote sensing models at the whole growth stage in cotton b u ilt w ith PLSR method based on im portant spectral indices provides a basis fo r m oni-toring cotton crop growing trend and forecasting production w ith reliable forecast.
Keywords ：hyperspectral remote sensing; estim ation m odel; PLSR; SPAD value; the whole growth period
叶绿素是植物光合作用中最主要的色素，也是 植物与外界进行能量交换的重要物质，其含量与植 株光合能力、发育阶段和氮素状况密切相关，已经成 为评价植物长势的重要指标，因此对植物叶绿素含 量的实时监测有着重要的意义[1]。测定叶绿素含量 常用的方法是采用SPAD -502叶绿素仪测量植物 相对叶绿素含量读数，即S P A D值[2]。其原理是通过测量叶片在两个波长段里的吸收率，来评估当前 叶片叶绿素的相对含量[3]。后来学者发现，叶绿素 含量与冠层光谱反射率之间存在高度相关性[4_5]，同时，高光谱遥感具有光谱分辨率高、波段连续性 强、光谱信息量大等优点。因此，用高光谱遥感技术 预测叶绿素含量的研究在国内外广泛展开。以往在 研究作物冠层光谱反射率和叶绿素等生理生化参数
收稿日期：2016-06-06 修回日期：2016-10-20
基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)项目（2013AA102401 - 2)
作者简介:马文君(1991一），女，浙江平湖人，硕士研究生，研究方向为遥感与GIS应用。E-mail: viviennemwj@https://www.wendangku.net/doc/7213428435.html,。通信作者:常庆瑞(1959—)，男，教授，博士生导师，主要从事遥感与GIS应用研究。E-mail:changqi:@nwsuaf. https://www.wendangku.net/doc/7213428435.html, 。
弗留格尔公式计算说明
热耗率的计算关键是流量计算 主汽流量计算方法： 1、DCS 实时点：依据厂家给的几组调节级压力、主汽流量的数据，由调节级压力线性插值得到实时的主汽流量值，并通过调节级温度进行修正。 2、弗留格尔公式求取（用于在线计算）：把调节级后的高压缸所有级看成一个级组，利用弗留格尔公式，调节级压力、调节级温度，高压缸排汽压力，主汽流量之间的关系式 01 022******* 1 T T P P P P G G g g --= 其中 1G 、0G 代表变化后、前的主蒸汽流量 01P 、0P 代表变化后、前的调节级压力 g P 、1g P 代表变化后、前的高压缸排汽压力 01T 、0T 代表变化后、前的调节级温度 3、通过凝结水流量，对除氧器、高加列物质平衡、热量平衡的方程式，迭代计算给水流量，进而求主蒸汽流量、再热蒸汽流量等（用于试验计算） 温 gj αgs t -
主给水流量看成1， 1号高加：)(11121s t h t t - - - -=-α 2号高加：)()(21122232s s s t t t h t t - - - - - -+-=-αα 3号高加（将给水泵部分和3号高加看成一个整体）： ))(()()(322133343s s s b t t t h t t - -----++-=+-ααατ 高旁泄漏率(%)：100*)/()(411- - - - --=t t t t a gs 最终给水流量：)100/1/(1a b -= 除氧器热量平衡： ))(()()()(5332154454- - - - - -+++-=-*++t t t h t t b s zj gj αααααα 除氧器物质平衡： H zj gj b ααααααα++++=++3214
空谱联合先验的高光谱图像解混与分类方法
空谱联合先验的高光谱图像解混与分类方法高光谱成像是近年来遥感领域发展较快、较前沿的技术。由于包含丰富的空间、辐射和光谱三重信息,高光谱遥感已被广泛应用于精准农业、矿物勘测、军事目标识别、环境监测、灾害评估等领域。 因此,对高光谱数据的处理与解译具有重要的理论意义和实际应用价值。高光谱解混和分类是高光谱遥感信息处理中的关键科学问题,也是定量分析以及后续应用的重要基础。 由于受仪器、大气辐射、光照不均、地物结构等因素的影响,相同地物的光谱曲线存在一定的差异,使得仅利用光谱信息的解混和分类方法的精度无法得到保障。空间信息可以充分刻画地物结构,有效降低“同质异谱”的影响,空谱联合的方法受到众多学者的重视。 本文研究围绕高光谱线性解混、分类等高光谱数据处理中的热点问题,重点提出基于光谱库的l1/2正则化稀疏回归解混方法、以及空谱联合的高光谱分类方法,并在此基础上设计了相应问题的高效算法。本文所做的主要工作和研究成果如下：1、根据高光谱线性解混模型,利用光谱库作为端元字典,将解混问题转化为稀疏回归问题；针对模型解的唯一性要求进行光谱库预优,利用l1/2范数对丰度系数向量进行稀疏正则化约束,在“和为一”、“非负性”条件下,提出了一种约束的l1/2正则化稀疏回归解混模型,并通过迭代重加权的l1算法进行优化求解。 模拟和真实高光谱数据实验表明,基于光谱库的l1/2正则化稀疏回归解混方法能够有效地从光谱库字典中选择出端元并准确反演出其对应的丰度系数。2、针对高光谱监督分类问题,在贝叶斯最大后验框架下,利用l1-l2正则化稀疏表
示方法对似然概率进行建模,并利用MRF分类标签的空间先验进行建模,提出了稀疏表示和马尔可夫场空间先验相结合的空谱联合分类模型,并通过图割算法进行了快速近似求解。 真实高光谱数据实验表明,基于稀疏表示与马尔可夫场空间先验相结合的高光谱分类模型能够有效地提升分类精度,且分类精度优于主流的分类方法。3、在贝叶斯推断框架下,采用稀疏多项式逻辑回归方法对似然概率进行建模,并将最大后验(MAP)分布的边际概率作为实值的隐形场引入到马尔可夫空间先验中,提出了一种加权马尔可夫场空间先验的高光谱分类方法。 利用最大后验边际概率上的加权TV函数定义该马尔可夫场的势函数,并将MAP分类模型转化为加权TV正则化的变分模型,同时添加“非负性”、“和为一”以及“训练样本类别标签固定”三个约束项,建立约束条件下的空谱分类模型,并利用ADMM方法提出了SMLR-SpATV (sparse multinomial logistic regression based spatially adaptive total variation method)算法对模型进行了快速求解。实验结果表明所提出的基于隐形场空间先验的空谱分类模型对高光谱分类的有效性,对比实验表明该方法优于主流的分类方法。 4、为了充分挖掘特征空间与原始空间、全局分类与局部分类的特点,提出了一种子空间逻辑回归分类器与稀疏表示分类器融合的空谱分类方法。其中,仅利用光谱信息的分类概率是由子空间逻辑回归分类器和稀疏表示分类器以一定的方式融合求得,空间先验信息由边缘保持的马尔可夫随机场进行建模。 最后,空谱模型采用图割算法进行快速优化求解。真实高光谱数据实验表明：多分类器融合能够充分发挥多个分类器的优点,分类结果大大高于单个分类器,且优于大部分主流的高光谱分类方法。
高光谱图像分类
《机器学习》课程项目报告 高光谱图像分类 ——基于CNN和ELM 学院信息工程学院 专业电子与通信工程 学号 35 学生姓名曹发贤 同组学生陈惠明、陈涛 硕士导师杨志景 2016 年 11 月
一、项目意义与价值 高光谱遥感技术起源于 20 世纪 80年代初，是在多光谱遥感技术基础之上发展起来的[1]。高光谱遥感能够通过成像光谱仪在可见光、近红外、短波红外、中红外等电磁波谱范围获取近似连续的光谱曲线，将表征地物几何位置关系的空间信息与表征地物属性特征的光谱信息有机地融合在了一起，使得提取地物的细节信息成为可能。随着新型成像光谱仪的光谱分辨率的提高，人们对相关地物的光谱属性特征的了解也不断深入，许多隐藏在狭窄光谱范围内的地物特性逐渐被人们所发现，这些因素大大加速了遥感技术的发展，使高光谱遥感成为 21 世纪遥感技术领域重要的研究方向之一。 在将高光谱数据应用于各领域之前，必须进行必要的数据处理。常用的数据处理技术方法包括：数据降维、目标检测、变化检测等。其中，分类是遥感数据处理中比较重要的环节，分类结果不但直接提取了影像数据有效信息，可以直接运用于实际需求中，同时也是实现各种应用的前提，为后续应用提供有用的数据信息和技术支持，如为目标检测提供先验信息、为解混合提供端元信息等。 相对于多光谱遥感而言，由于高光谱遥感的波谱覆盖范围较宽，因此我们可以根据需要选择特定的波段来突显地物特征，从而能够精确地处理地物的光谱信[2]。目前，许多国家开展大量的科研项目对高光谱遥感进行研究，研制出许多不同类型的成像光谱仪。高光谱遥感正逐步从地面遥感发展到航空遥感和航天遥感，并在地图绘制、资源勘探、农作物监测、精细农业、海洋环境监测等领域发挥重要的作用。
高光谱遥感技术及发展
遥感技术与系统概论 结课作业 高光谱遥感技术及发展
高光谱遥感技术及发展 摘要：经过几十年的发展，无论在遥感平台、遥感传感器、还是遥感信息处理、遥感应用等方面，都获得了飞速的 发展，目前遥感正进入一个以高光谱遥感技术、微波遥感技 术为主的时代。本文系统地阐述了高光谱遥感技术在分析技 术及应用方面的发展概况，并简要介绍了高光谱遥感技术主 要航空/卫星数据的参数及特点。 关键词：高光谱，遥感，现状，进展，应用 一、高光谱遥感的概念及特点 遥感是20 世纪60 年代发展起来的对地观测综合性技术，是指应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术[1]。所谓高光谱遥感，即高光谱分辨率遥感，指利用很多很窄的电磁波波段（通常<10nm）从感兴趣的物体获取有关数据；与之相对的则是传统的宽光谱遥感，通 常>100nm，且波段并不连续。高光谱图像是由成像光谱仪获取的，成像光谱仪为每个像元提供数十至数百个窄波段光谱信息，产生一条完整而连续的光谱曲线。它使本来在宽波段遥感中不可
探测的物质，在高光谱中能被探测。 同其它传统遥感相比，高光谱遥感具有以下特点： ⑴波段多。成像光谱仪在可见光和近红外光谱区内有数十甚至数百个波段。 ⑵光谱分辨率高。成像谱仪采样的间隔小，一般为10nm 左右。精细的光谱分辨率反映了地物光谱的细微特征。 ⑶数据量大。随着波段数的增加，数据量呈指数增加[2]。 ⑷信息冗余增加。由于相邻波段的相关性高，信息冗余度增加。 ⑸可提供空间域信息和光谱域信息，即“图谱合一”，并且由成像光谱仪得到的光谱曲线可以与地面实测的同类地物光谱曲线相类比。近二十年来，高光谱遥感技术迅速发展，它集探测器技术、精密光学机械、微弱信号检测、计算机技术、信息处理技术于一体，已成为当前遥感领域的前沿技术。 二、发展过程 自80 年代以来，美国已经研制了三代高光谱成像光谱仪。1983 年，第一幅由航空成像光谱仪
弗留格尔公式的介绍
级组压力和流量的关系（弗留格尔公式） 级组是由若干的相邻的，流量相同的且通流面积不变的级组合而成的。 实验表明，工况变化时，级组前后的压力p0，pz 与流量G 的关系，可用斯托拉流量锥表示级组的流量与背压的关系与喷管流量曲线相似，可用类似的方法来讨论级组的变工况。 一． 级组前后压力与流量的关系 1 .变工况前后级组均未达临界状态 若级组中级数无限大，crg ε趋于零，且同一级内，级数不变，通流面积不变，公式简化为: 22022011z zl p p p p G G --= 式称为弗留格尔公式，它表明：当变工况前后机组均未达到临界状态时，级组的流量与级组前后压力平方差的平方根成正比。 上述公示的推导是在级组前的温度保持不变的条件下求得的。若变工况前后级组前温度变化较大时，则应考虑温度修正，即 01 022022011T T p p p p G G z zl --= 2. 变工况前后级组均为临界状态 若级组中某一级始终处于临界状态，这种情况一般是末级首先到达临界状态。因为末级的设计比焓降是各级中最大的。此时，级组的流量与级组前的蒸汽压力成正比，即 011p p G G = 若讨论的级组由若干级组成，则有 ===2 210110p p p p G G 即，若级组中某一级的变工况前后均处于临界状态下工作，则通过该级组的
流量与该机组中所有各级级前压力成正比。 二．弗留格尔公式的应用条件 （1）级组中的级数应不小于3~4级。严格的讲，弗留格尔公式只适用于无穷多级数的级组。但在一定的负荷变化范围内，级组中的级数不小于3~4级时，亦可得到比较满意的结果。 （2）同一工况下，通过级组各级的流量相同。因此，对于调整抽气的汽轮机（如供热抽气汽轮机），只能将两抽气点之间的各级取为一个级组。 （3）在不同工况下，级组中各级的通流面积应保持不变。对于喷管调节汽轮机，其调节级的通流面积随调节阀的开启数目变化，故不能取在一个级组内。但变工况前后，阀门开启数目相同，则可将调节级和压力级取在一个级组内。若不得已必须将调节级和压力级取在一个级组内，则公式需做如下修正： 22022011z zl p p p p a G G --= 式中：a 变工况前后，调节级通流面积之比，A A a /1=。 三．弗留格尔公式的实际应用 弗留格尔公式是个很重要的公式，在汽轮机运行中常可用来计算确定其内部工况以及判断其内部缺陷，从而判断运行的经济性和安全性。实际中的应用体现在两个方面： （1） 可以用来推算出不同流量下各级级前压力求得各级的压差，比焓降，从 而确定相应的功率，效率及零件的受力情况。当然也可以由压力推算出通过级组的流量。 （2） 监视汽轮机通流部分是否正常，即在已知流量或功率的条件下，根据运 行时各级前压力是否符合弗留格尔公式，从而判断通流部分面积是否改变。
汽轮机作业
绪论 1.按工作原理分，汽轮机的分类。 2.按热力特性分，汽轮机的分类。 3.某国产汽轮机的型号为N300-16.7/537/537，说明该汽轮机的主要特点。 第一章 1、熟悉并掌握蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程、蒸汽在喷嘴和动叶入口、出口处各参数的计算公式。 2、如何计算喷嘴与动叶出口的汽流速度，喷嘴损失与动叶损失的大小如何确定? 速度系数的大小与哪些因素有关？ 3、什么是级的的反动度？根据反动度的大小，级可分为哪几种？各有什么特点？ 3、何为喷嘴的临界状态？临界速度与流动损失的大小有关吗？喷嘴的压比与喷嘴的流量有何关系？何为彭台门系数，如何计算喷嘴的实际流量？流量系数在过热区和饱和区一样吗？ 4、斜切部分的作用是什么?何为极限膨胀压力？ 5.推导轮周效率的各种表达式，证明 解释级的轮周功率的物理意义；何为余速利用系数，分析余速利用系数对下级入口状态的影响。 6.速比、最佳速比及假想速比的定义 7.纯冲动级、反动级和复速级各自的最佳速比，余速利用对最佳速比的影响，速比与级的作功能力的关系 8.级内损失由哪几种？解释每种损失产生的主要原因。 9.为什么反动级的漏汽损失比冲动级大？ 10.为什么级的相对内效率是衡量级的能量转化完善程度的最终指标？ 11、试述可控涡流型的优缺点。 12、试述扭叶片级的工作原理。 13、使用直叶片时主要产生那些附加损失。 14、理想等环流流型有什么特性。 15. 某汽轮机一个中间级的理想滞止焓降为 级的平均反动度 ，动叶的平均直径为1.44m ，级的流 量为 ,下级的余速利用系数为0.9，汽轮机的转速 (1). 计算并画出级的速度三角形; (2). 计算级的轮周损失、轮周功率和轮周效率; (3). 在h-s 图上画出整级的热力过程线，并标注各焓降和损失 119α?=0.97?=0.937ψ=215ββ?=-0.2m Ω=3000r/min
简述高光谱遥感及其进展与应用综述
高光谱遥感及其进展与应用综述 摘要：高光谱遥感是20世纪80年代兴起的新型对地观测技术。文中归纳了高光谱遥感技术波段多、波段宽度窄，光谱分辨率高，数据量大、信息冗余，“图谱合一”等特点，具有近似连续的地物光谱信息、地表覆盖的识别能力极大提高、地形要素分类识别方法灵活多样、地形要素的定量或半定量分类识别成为可能等优势，简单介绍了高光谱遥感在国外及国内的发展情况。在此基础上，概述了高光谱遥感在植被生态、大气科学、地质矿产、海洋、农业等领域的应用。 关键词：高光谱遥感；发展；应用 高光谱遥感（Hyperspectral Remote Sensing）的兴起是20世纪80年代遥感技术发展的主要成就之一，是当前遥感的前沿技术。高光谱遥感在光谱分辨率上具有巨大的优势，被称为遥感发展的里程碑。世界各国对此类遥感的发展都十分重视，随着高光谱遥感技术的日趋成熟，其应用领域也日益广泛。本文系统地阐述了高光谱遥感及其发展的概况，并简要介绍了高光谱遥感技术的主要应用。 1 高光谱遥感 孙钊在《高光谱遥感的应用》中提到，高光谱遥感是在电磁波谱的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，利用成像光谱仪获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术。[1] 高光谱遥感具有较高的光谱分辨率，通常达到10～2λ数量级。[2] 1.1 高光谱遥感特点 综合多篇关于高光谱的期刊文章，总结高光谱具有如下特点： （1）波段多，波段宽度窄。成像光谱仪在可见光和近红外光谱区内有数十甚至数百个波段。 [3]与传统的遥感相比，高光谱分辨率的成像光谱仪为每一个成像象元提供很窄的(一般<10nm) 成像波段，波段数与多光谱遥感相比大大增多，在可见光和近红外波段可达几十到几百个，且在某个光谱区间是连续分布的，这不只是简单的数量的增加，而是有关地物光谱空间信息量的增加。[4] （2）光谱响应范围广，光谱分辨率高。成像光谱仪响应的电磁波长从可见光延伸到近红外，甚至到中红外。[5]成像光谱仪采样的间隔小，光谱分辨率达到纳米级，一般为10nm左右。精细的光谱分辨率反映了地物光谱的细微特征。 （3）可提供空间域信息和光谱域信息，即“谱像合一”，并且由成像光谱仪得到的光谱曲线可以与地面实测的同类地物光谱曲线相类比。在成像高光谱遥感中，以波长为横轴，灰度值为纵轴建立坐标系，可以使高光谱图像中的每一个像元在各通道的灰度值都能产生1 条完整、连续的光谱曲线，即所谓的“谱像合一”。 （4）数据量大，信息冗余多。高光谱数据的波段众多，其数据量巨大，而且由于相邻波段的相关性高，信息冗余度增加。 （5）数据描述模型多，分析更加灵活。高光谱影像通常有三种描述模型：图像模型、光谱模型与特征模型。 1.2 高光谱遥感的优势
高光谱遥感实习报告
高光谱遥感实习报告 目录 一．数据预处理 (2) 1. 数据说明 (2) 2.数据转换 (3) 2.FLAASH大气校正 (4) 3.图像裁剪 (7)
二．光谱识别与地物分析 (8) 1.波段相关性分析 (8) 2.MNF变换 (8) 3.端元提取 (10) 3.1 2-D散点图法 (10) 3.2基于PPI的端元提取（N维散点图法） (13) 三．实习心得 (19) 一．数据预处理 1.数据说明 环境与灾害监测预报小卫星星座A、B星（简称环境小卫星，简写HJ-1A /1B）于2009
年3月30日开始正式交付使用，HJ-1-A星搭载了CCD相机和超光谱成像仪（HSI），HJ-1-B 星搭载了CCD相机和红外相机（IRS）。HJ-1A /1B卫星是继我国继气象、海洋、国土资源卫星之后一个全新的民用卫星。卫星投入使用后，对自然灾害、生态破坏、环境污染进行大范围、全天候、全天时的动态监测，对灾害和环境质量进行快速和科学评估，提高灾害和环境信息的观测、采集、传送和处理能力，为紧急救援、灾后救助及恢复重建和环境保护工作提高科学依据。 HSI 对地成像幅宽为50 km, 星下点像元地面分辨率为100 m，115个波段，工作谱段：459~ 956nm。具有30度侧视能力和星上定标功能。HJ-1数据应用于自然灾害、生态环境之前，需要进行几何及光谱方面的预处理。ENVI在数据读取、图像配准、精确大气校正等方面提供了非常好的工具。 2.数据转换 目前，网上免费获取的HJ-1A /1B卫星CCD和HSI影像的分发的格式主要有两种：CCD 为Geotiff，每一个波段为一个Geotiff文件，并提供一个元数据说明（.XML）; HSI为HDF5格式，也提供一个元数据说明（.XML）。 使用HJ-1数据读取补丁，启动ENVI->File->Open External File->HJ-1->HJ-1A /1B Tools工具。直接读取CCD、HIS、IRS数据，之后选择Basic Tools->Convert Data(BSQ,BIL,BIP)，将刚才生成的文件转成BIL储存顺序的文件。至此，已经将HSI数据转成BIL储存顺序、带有中心波长信息、波段宽度信息的ENVI格式文件。 图1.1 HJ-1A /1B Tools面板
汽轮机期末考试复习题
一、填空题 1．汽轮机按热力过程特性可分为凝汽式汽轮机、背压式汽轮机、抽汽式汽轮机、抽汽背压式汽轮机等。 2．汽轮机按工作原理可分为、两种。 3．汽轮机的级是由和其后紧邻的构成的工作单元。 4．联轴器一般有、和三种形式。6．评定调节系统动态特性的指标有稳定性、超调量、过渡时间。 7．汽轮机的调节系统是由DEH控制器、DEH控制系统、油系统、执行机构及保护系统组成。 9．叶片振动的基本振型为和。 10．蒸汽流过喷嘴时，压力降低，速度增加，将蒸汽的热能 转换为动能。 11．叶片是由，和三部分组成。12．单元机组目前采用的控制方式有、、 。 14．汽封按其安装位置的不同，可分为、 和。 15．DEH调节系统是由DEH控制器、DEH控制系统、油系统、执行机构及保护系统组成。 16．离心式油泵供油系统的主要设备有．主油泵、辅助油泵、主油箱、注油器、冷油器 17．工作转速低于一阶临界转速的转子称为。 18．减小汽轮机轴向推力的方法有、、 。 19．汽轮机的滑压运行方式分为、和
。 20．按主轴与其它部件间的组合方式，轮式转子有、 、和四种结构型式。21．从结构上，现代大型汽轮机的调节方式可分为节流调节和喷嘴调节。 二、单项选择题（20分，每题1分） 1．汽轮机超速保护装置的动作转速应为额定转速的（）。 （A）110%～112%（B）112%～114% （C）110%～118% （D）100%～108% 2．蒸汽在汽轮机中的工作过程是（）。 （A）定压吸热（B）定压放热（C）绝热膨胀（D）绝热压缩 3．超临界汽轮机的进汽参数为（）MPa。 （A）6～10 （B）12～14 （C）16～18 （D）﹥22.1 4．汽轮机的绝对内效率是（）。 （A）理想焓降与吸热量之比（B）实际焓降与理想焓降之比 （C）实际焓降与吸热量之比（D）理想焓降与实际焓降之比 5.在反动级中，下列哪种说法正确（） （A）蒸汽在喷嘴中的理想焓降为零 （B）蒸汽在动叶中的理想焓降为零 （C）蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焓降相等 （D）蒸汽在喷嘴中的理想焓降小于动叶中的理想焓降 6.蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是（）。 （A）喷嘴后压力小于临界压力（B）喷嘴后压力等于临界压力
高光谱遥感数据的大气校正
实验二高光谱遥感数据的大气校正 --GIS0901 赵建平 2009303200901 一. 基本概念: a)大气散射 辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开，称为散射。大气散射是电磁波同大气分子或气溶 胶等发生相互作用，使入射能量以一定规律在各方向重新分布 的现象。其实质是大气分子或气溶胶等粒子在入射电磁波的作 用下产生电偶极子或多极子振荡，并以此为中心向四周辐射出 与入射波频率相同的子波，即散射波。散射波能量的分布同入 射波的波长、强度以及粒子的大小、形状和折射率有关。 b)大气吸收和地面遥感可以利用的主要大气窗口 对遥感传感器而言，只有选择透过率高的波段才对观测有意义。电磁波通过大气层较少被反射、吸收和散射的那些透射 率高的波段成为大气窗口。通常把太阳光透过大气层时透过率 较高的光谱段称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有: 微波波段（即0.8~2.5cm），由于微波穿云透雾能力强，这一区间可以用于全天候观测，而且是主动遥感方式。 远红外波段（即8~14μm），主要通透来自地物热辐射的能量，适用于夜间成像。 中红外波段（即3.5~5.5μm），该波段除了反射外，地面物体也可以自身发射热辐射能量。 近、中红外波段（即1.5~1.8μm和2.0~3.5μm），是白天
日照条件好时扫描成像的常用波段。 紫外、可见光和近红外波段（即0.3~1.3μm）这一波段是摄影成像的最佳波段，也是许多卫星传感器扫描成像的常用波段。 c)天空为什么是蓝色的？太阳升起和落下时天空为什么是红色 或橘红色？ 我们所看到的蓝天是因为空气分子和其他微粒对入射的太阳光进行选择性散射的结果。当微粒的直径小于可见光波长时，散射强度和波长的4次方成反比，不同波长的光被散射的比例不同。当太阳光进入大气后，空气分子和微粒(尘埃、水滴、冰晶等)会将太阳光向四周散射。组成太阳光的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种光中，红光波长最长，紫光波长最短。 波长比较长的红光透射性最大，大部分能够直接透过大气中的微粒射向地面。而波长较短的蓝、靛、紫等色光，很容易被大气中的微粒散射。因此晴天天空是蔚蓝的。 当太阳将要落山时，太阳光穿透大气层到达观察者所经过的路程要比中午时长得多，更多的光被散射和反射，所以光线也没有中午时明亮。因为在到达所观察的地方，波长较短的光——蓝色和紫色的光几乎已经散射殆尽，只剩下橙色和红色的光，所以随着太阳慢慢落下，天空看起来也从橙色变成红色。 同样道理，当太阳升起的时候，也是橙色或者红色的。 d)为什么要进行大气校正？
高光谱遥感影像的光谱匹配算法研究概要
https://www.wendangku.net/doc/7213428435.html, 中国科技论文在线高光谱遥感影像的光谱匹配算法研究 蔡燕1，梅玲2作者简介：蔡燕，（1984-），女，硕士研究生，主要研究方向：高光谱遥感 通信联系人：梅玲，（1984-），女，助理工程师，主要研究方向：水文地质. E-mail: meilingcumt@https://www.wendangku.net/doc/7213428435.html, （1. 中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州 221008； 2. 江苏煤炭地质勘探四队，南京 210046） 摘要：在高光谱遥感影像处理中，光谱匹配技术是高光谱地物识别的关键技术之一。本文主要围绕光谱匹配算法的研究展开，分析讨论了常用的几种光谱匹配技术的特点，根据先验知识建立了多种地物标准光谱库，并将其读入程序存储，基于Visual C++平台实现了最小距离匹配，光谱角度匹配，四值编码匹配法，最后基于混淆矩阵对分类图像进行精度比较分析并对三种编码匹配法进行比较。 关键词：高光谱；光谱匹配；最小距离匹配；光谱角度匹配；四值编码 中图分类号：TP751 The Study on the Spectral Matching Technique of hyperspectral romote sensing Cai Yan1, Mei Ling2 (1. School Of Environment Science and Spatial Informatics China University of Mining and Technology, JiangSu XuZhou 221008;
2. JiangSu Geological Prospecting Team Four, NanJing 210046 Abstract: In the hyperspectral image processing, the spectral match technique is one of key techniques to identify and classify materials in the image. This paper addresses some issues of spectral matching methods. Several algorithms are analyzed and compared, such as minimum distance matching, spectral angle mapping and quad-encoding. According to the prior knowledge, standard spectral library including typical land-cover types is built, which is stored and used for spectral matching. All of work is done in the programming environment of Visual C++. Finally, the experimental results are tested and compared when classification accuracies are computed based on confusion matrixes. Keywords:hyperspectral; spectral match; minimum distance matching; spectral angle mapping; quad-encoding 0 引言 高光谱遥感技术的发展和广泛应用是20世纪最具有标志性的科学技术成就之一，与传统的多光谱遥感技术相比，高光谱分辨率遥感的核心特点是图谱合一，即能获取目标的连续窄波段的图像数据[1]。高光谱遥感信息的分析处理集中于光谱 维上进行图像信息的展开和定量分析。 高光谱影像分类与地物识别是建立在传统的遥感图像分类算法基础之上，结合高光谱数据特点，对高光谱图像数据进行目标识别，是对遥感图像基本分类方法的扩展与延伸。高光谱遥感影像有着很高的光谱分辨率，且光谱通道连续，因此对于影像中的任一像元均能获取一条平滑而完整的光谱曲线，将其与地物波谱库中的光谱曲线进行匹配运算，实现地物识别与定量反演[2-4]。光谱匹配技术是成像光谱地物识别的关键技术之一，主要通过对地物光谱与参考光谱的匹配或地物光谱与数据库的比较，求算他们之间的相似性或差异性，突出特征谱段，有小提取光谱维信息，以便对地物特征进行详细分析[5]。本文紧紧围绕光谱匹配的算法分析了最小 距离法，光谱角度匹配法，以及四值编码法，进行精度分析与方法比较。
高光谱图像分类讲解学习
高光谱图像分类
《机器学习》课程项目报告 高光谱图像分类 ——基于CNN和ELM 学院信息工程学院 专业电子与通信工程 学号 2111603035 学生姓名曹发贤 同组学生陈惠明、陈涛 硕士导师杨志景 2016 年 11 月
一、项目意义与价值 高光谱遥感技术起源于 20 世纪 80年代初，是在多光谱遥感技术基础之上发展起来的[1]。高光谱遥感能够通过成像光谱仪在可见光、近红外、短波红外、中红外等电磁波谱范围获取近似连续的光谱曲线，将表征地物几何位置关系的空间信息与表征地物属性特征的光谱信息有机地融合在了一起，使得提取地物的细节信息成为可能。随着新型成像光谱仪的光谱分辨率的提高，人们对相关地物的光谱属性特征的了解也不断深入，许多隐藏在狭窄光谱范围内的地物特性逐渐被人们所发现，这些因素大大加速了遥感技术的发展，使高光谱遥感成为21 世纪遥感技术领域重要的研究方向之一。 在将高光谱数据应用于各领域之前，必须进行必要的数据处理。常用的数据处理技术方法包括：数据降维、目标检测、变化检测等。其中，分类是遥感数据处理中比较重要的环节，分类结果不但直接提取了影像数据有效信息，可以直接运用于实际需求中，同时也是实现各种应用的前提，为后续应用提供有用的数据信息和技术支持，如为目标检测提供先验信息、为解混合提供端元信息等。 相对于多光谱遥感而言，由于高光谱遥感的波谱覆盖范围较宽，因此我们可以根据需要选择特定的波段来突显地物特征，从而能够精确地处理地物的光谱信[2]。目前，许多国家开展大量的科研项目对高光谱遥感进行研究，研制出许多不同类型的成像光谱仪。高光谱遥感正逐步从地面遥感发展到航空遥感和航天遥感，并在地图绘制、资源勘探、农作物监测、精细农业、海洋环境监测等领域发挥重要的作用。高光谱遥感技术虽然是遥感领域的新技术，但是高光谱图像的分类一直制约着高光谱遥感的应用[3,4]，因此对其进行研究显得尤为重要。 高光谱遥感图像较高的光谱分辨率给传统的图像分类识别算法提出严峻的挑战。波段维数的增加不仅加重了数据的存储与传输的负担，同时也加剧了数据处理过程的复杂性，并且由于波段与波段间存在着大量的冗余信息，从而使得传统图像分类算法并不适用于高光谱遥感图像的分类。传统
汽轮机原理及系统考试重点
喷管实际流量大于理想流量的情况：在湿蒸汽区工作时，由于蒸汽通过喷管的时间很短，有一部分应凝结成水珠的饱和蒸汽来不及凝结，未能放出汽化潜热，产生了“过冷”现象，即蒸汽没有获得这部分蒸汽凝结时所应放出的汽化潜热，而使蒸汽温度较低，蒸汽实际密度大于理想密度，从而导致···。 蒸汽在斜切喷管中的膨胀条件：①当喷管出口截面上的压力比大于或等于临界压力比时，喷管喉部截面AB 上的流速 小于或等于声速，喉部截面上的压力与喷管的背压相等，蒸汽仅在喷管收缩部分中膨胀，而在其斜切部分中不膨胀，只起导向作用。②当喷管出口截面上的压力比小于临界压比时，喉部截面上的流速等于临界速度，压力为临界压力，在喉部截面以后的斜切部分，汽流从喉部截面上的临界压力膨胀到喷管出口压力。 分析轮周效率：高 越大，轮周效率也就越和速度系数ψ? 纯冲动： 反动级： 第二章： 为什么汽轮机要采用多级：为满足社会对更高效率的要求，提高汽轮机的效率，除应努力减小汽轮机内的各种损失外，还应努力提高蒸汽的初参数和降低背压，以提高循环热效率；为提高汽轮机的单机功率，除应增大进入汽轮进蒸汽量外，还应增大蒸汽在汽轮机内的比焓降。如果仍然制成单级汽轮机，那么比焓降增大后，喷管出口气流速度必将增大，为使汽轮机级在最佳速比附近工作，以获得较高的级效率，圆周速度和级的直径也必须相应增大，但是级的直径和圆周速度的增大是有限度的，他受到叶轮和叶片材料强度的限制，因为级的直径和圆周速度增大后，转动着的叶轮和叶片的离心力将增大，因此为保证汽轮机有较高的效率和较大的单机功率，就必须把汽轮机设计成多级的。 多级汽轮机各级段的工作特点：1.高压段：蒸汽的压力，温度很高，比容较小，因此通过该级段的蒸汽容积流量较小，所需的通流面积也较小，级的反动度一般不大，各级的比焓降不大，比焓降的变化也不大。漏气量相对较大，漏气损失较多，叶轮摩擦损失较大，叶高损失较大，高压段各级效率相对较低。2.低压段：蒸汽的容积流量很大，要求低压各级具有很大的通流面积，因而叶片高度势必很大，余速损失大，漏气损失很小，叶轮摩擦损失很小，没有部分进气损失。3中压段：蒸汽比容既不像高压段那样很小，也不像低压段那样很大，因此中压段也足够的叶片高度，叶高损失较小，各级的级内损失较小，效率要比高压段和低压段都高。 也可以提高轮周效率和适当减小21βα的变化而变化周效率只随速比的数值也基本确定，轮 和，和叶型一经选定，121x βαψ?变化不随级的喷管损失系数1x n ξ变化最大余速损失系数2c ξ增大而减小随级的动叶损失系数1x b ξm m t m m t a a x c u h u h u c u x Ω-=Ω-=?Ω-Ω-=?==**11211211????2cos 11α＝）（op x 2cos 11α??＝）（）（op op a x x =11cos α＝）（op x 2 cos 1α?=＝）（op a x
高光谱遥感数据处理基础
泛函分析概括 高光谱遥感应用中，如何度量光谱间的相似性一直高光谱图象处理的核心问题，因而我们有必要先交代下度量空间的一些概念。 度量空间:所谓度量空间，就是指对偶(,)X d ，其中X 是一个集合，d 是X 上的一个度量（或X 上的距离函数），即d 是定义在X X ?上且对所有,,X ∈x y z 满足以下四条公理的函数： （1） d 是实值、有限和非负的。 （2） 当且仅当=x y 时，(,)0d =x y 。 （3） (,)(,)d d =x y y x （对称性）。 （4） (,)(,)(,)d d d ≤+x y x z z y （三角不等式）。 度量空间给出来空间中元素“距离”的度量，因而使得空间中的元素可比较。但是，仍需要在空间中引入代数结构，使得元素之间可进行代数运算。因而，这里需要引入线性空间。 线性空间：所谓域(K R 或C)上的线性空间是指一个非空集合X ，且其元素,,x y （称为矢量）关于X 和K 定义了两种代数运算。这两种运算分别叫做矢量的加法与标量的乘法。 矢量的加法是，对于X 中的每一对矢量(,)x y ，与其相联系的一个矢量+x y ，叫做矢量之和。按这种方式它还具有下述性质：矢量加法是可交换的和可结合的，即对所有矢量都有 ()()+=+++=++x y y x x y z x y z 此外存在零矢量,X ∈0并对每个矢量x ，存在有-x ，使得对一切矢量有 ()+=+-=x 0x x x 0 矢量与标量的乘法是，对于每个矢量x 和每个标量α，与其相联系的一个矢量αx ，叫做α与x 之积。按这种方式对一切,x y 和标量,,αβ具有
()()1αβαβ==x x x x 和分配律 ()()ααααβαβ+=++=+x y x y x x y 在很多情况下因为线性空间X 上定义了度量d ，所以X 同时也是一个度量空间。然而，如果X 的代数结构与度量没有什么关系的话，我们就不能指望把代数的概念和度量的概念结合在一起。为了保证X 的代数性质与几何性质有如此的关系，我们首先需要引入一个辅助的所谓“范数”的概念，其中要用到线性空间的代数运算。然后再用范数诱导出我们希望的度量d ，这一想法就导出了赋范空间的概念。简单的说，赋范空间把线性空间的代数结构和其作为度量空间的度量紧密结合在一起。 赋范空间:所谓赋范空间X ，就是指在其上定义了范数的线性空间X 。而所谓线性空间X 上的范数，就是指定义在X 上的一个实值函数，它在X ∈x 的值记为x ，并且具有如下性质： （1）0≥x （2）0=?=x x 0 （3）αα=x x （4）+≤+x y x y 其中,x y 是X 中的任意矢量，α为任意标量。 巴拿赫空间：所谓巴拿赫空间就是完备的赋范空间（这里的完备性是按范数定义的度量来衡量的，见下面公式） (,)d =-x y x y ,X ∈x y 此度量叫做由范数所诱导的度量。 由范数所诱导的度量具备以下基本性质: 引理（平移不变性）：在赋范空间X 上，由范数诱导的度量d ，对所有的,X ∈x y 及每个标量α，都满足
高光谱遥感影像分类算法 - SVM
高光谱遥感影像分类算法——SVM 1高光谱遥感简介 20 世纪 80 年代以来，遥感技术的最大成就之一就是高光谱遥感技术的兴起[1]。高光谱遥感技术又称成像光谱遥感技术，始于成像光谱仪的研究[2]。所谓高光谱遥感(Hyperspectral Remote Sensing)通俗地说就是指利用很多很窄的电磁波波段从感兴趣的物体中获取有关数据的方法。高光谱遥感的最大特点是，在获得目标地物二维空间影像信息的同时，还可以获得高分辨率的可表征其地物物理属性的光谱信息，即人们常说的具有“图谱合一”的特性。可见，与全色、彩色和多光谱等图像数据相比，高光谱影像革命性地把地物的光谱反射信息、空间信息和地物间的几何关系结合在了一起[3]。因此，可以很客观地说，高光谱遥感是代表遥感最新成就的新型技术之一，同时也是目前国内外学者，特别是遥感领域的学者的研究热点之一[4-5]。 2高光谱遥感研究背景 在以美国为代表的成像光谱仪研制成功，并获得高光谱影像数据后，高光谱遥感影像由于其蕴含了丰富的信息（包括地物的空间位置、结构以及光谱特性等信息）使得人们对地物的识别有了显著的提高，并且在许多方面和领域（比如，农业、林业、地质勘探与调查和军事等）都体现出了潜在的巨大应用价值[6]。虽然高光谱影像数据的确为我们的提供了丰富的对地观测信息，但也正是因为高光谱庞大的数据量和高维数的问题使得我们目前对高光谱数据的处理能力显得较为低效，而这也在一定程度上制约了高光谱数据在现实生产和生活的广泛应用与推广[7-8]。因此，为了响应人们对高光谱影像数据处理方法所提出的新的迫切要求，也为了充分利用高光谱数据所包含的丰富信息以最大程度地发挥高光谱的应用价值，我们必须针对高光谱数据的独有特点，在以往遥感图像数据处理技术的基础上，进一步改善和发展高光谱遥感影像处理分析的方法与技术。 3高光谱遥感分类研究 3.1分类的意义 分类是人类了解和认识世界的不可或缺的基本手段。人类的日常生活和生产实践都离不开，也不可能离开分类活动。面对海量数据，人类需要借助计算机来对自身感兴趣的数据进行自动、高效和准确地分类。这一迫切需求已体现在各个
弗留格尔公式的介绍.doc
级组压力和流量的关系（弗留格尔公式） 级组是由若干的相邻的，流量相同的且通流面积不变的级组合而成的。 实验表明，工况变化时，级组前后的压力p0，pz 与流量G 的关系，可用斯托拉流量锥表示级组的流量与背压的关系与喷管流量曲线相似，可用类似的方法来讨论级组的变工况。 一． 级组前后压力与流量的关系 1 .变工况前后级组均未达临界状态 若级组中级数无限大，crg ε趋于零，且同一级内，级数不变，通流面积不变，公式简化为: 2 2022011z zl p p p p G G --= 式称为弗留格尔公式，它表明：当变工况前后机组均未达到临界状态时，级组的流量与级组前后压力平方差的平方根成正比。 上述公示的推导是在级组前的温度保持不变的条件下求得的。若变工况前后级组前温度变化较大时，则应考虑温度修正，即 01 022022011T T p p p p G G z zl --= 2. 变工况前后级组均为临界状态 若级组中某一级始终处于临界状态，这种情况一般是末级首先到达临界状态。因为末级的设计比焓降是各级中最大的。此时，级组的流量与级组前的蒸汽压力成正比，即 011p p G G = 若讨论的级组由若干级组成，则有 ===2 210110p p p p G G 即，若级组中某一级的变工况前后均处于临界状态下工作，则通过该级组的流量与该机组中所有各级级前压力成正比。 二．弗留格尔公式的应用条件
（1）级组中的级数应不小于3~4级。严格的讲，弗留格尔公式只适用于无穷多级数的级组。但在一定的负荷变化范围内，级组中的级数不小于3~4级时，亦可得到比较满意的结果。 （2）同一工况下，通过级组各级的流量相同。因此，对于调整抽气的汽轮机（如供热抽气汽轮机），只能将两抽气点之间的各级取为一个级组。 （3）在不同工况下，级组中各级的通流面积应保持不变。对于喷管调节汽轮机，其调节级的通流面积随调节阀的开启数目变化，故不能取在一个级组内。但变工况前后，阀门开启数目相同，则可将调节级和压力级取在一个级组内。若不得已必须将调节级和压力级取在一个级组内，则公式需做如下修正： 2 2022011z zl p p p p a G G --= 式中：a 变工况前后，调节级通流面积之比，A A a /1=。 三．弗留格尔公式的实际应用 弗留格尔公式是个很重要的公式，在汽轮机运行中常可用来计算确定其内部工况以及判断其内部缺陷，从而判断运行的经济性和安全性。实际中的应用体现在两个方面： （1） 可以用来推算出不同流量下各级级前压力求得各级的压差，比焓降，从 而确定相应的功率，效率及零件的受力情况。当然也可以由压力推算出通过级组的流量。 （2） 监视汽轮机通流部分是否正常，即在已知流量或功率的条件下，根据运 行时各级前压力是否符合弗留格尔公式，从而判断通流部分面积是否改变。
汽轮机 第三章 习题 配电力的
第三章 一、选择 1．若变工况前后级组内均未达到临界状态，则变工况前后流量比与变工况前后 成正比。 A. P 0/P 01 B. (P 0-P z )/(P 01-P z1) C. P 20/P 201 D. 2 2 02 12 01z z P P P P -- 2．各级反动度的变化与设计反动度大小有关，变工况时设计反动度越大，则该级反动度的变化 (A) 越大 (B) 越小 (B) 基本不变 (D) 不一定，反动度的变化由具体运行工况决定 3．汽轮机通流部分结了盐垢后，轴向推力会 (A) 增大 (B) 减小 (C) 亚临界时增大，临界时减少 (B) 亚临界时减少，临界时增大 4．凝汽式汽轮机在流量增大时，高中压各级（除调节级外）焓降将 （A ）增大 （B ）减小 （C ）不变 （D ）高压级不变，中压级增加 5．汽轮机进汽温度及排汽压力不变，提高进汽压力后，汽轮机末级湿度 。 (A) 增大 (B) 不变 (C) 减小 (D) 不变或增大。 6．节流调节的凝汽式汽轮机，初温和背压不变，当来自锅炉的新汽压力降低时，如果调节阀门的开度不变，则汽轮机的功率 (A) 增大 (B) 减小 (C) 在临界工况运行时，增加；在亚临界运行时，减少 (D) 在临界工况运行时，减少；在亚临界运行时，增加 7．喷嘴调节的凝汽式汽轮机，当流量增加时，中间级的压比 (A) 增大 (B) 不变 (C) 减小 (D) 临界时不变，亚临界时增大 8．喷嘴调节的凝汽式汽轮机，当流量减少时，调节级的焓降 (A) 增大 (B) 不变 (C) 减小 (D) 临界时不变，亚临界时减少 9．应用弗留格尔公式时，要求 (A) 变工况前后级组均为非临界状态 (B) 变工况前后级组均为临界状态 (C) 变工况前级组为临界状态 、变工况后级组为非临界状态 (D) 对运行工况没有要求 10 弗留格尔公式的应用条件包括 (A) 级组中的级数不小于3~4级 (B) 不同工况下，通过级组各级的流量相同 (C) 同一工况下，级组中各级的流通面积应保持不变 (D) 以上皆是 11 凝汽式汽轮机变工况时，如果中间各级的压力比不变，则下列说法中不正确的是