多波段特征测量实验

合集下载

多波段光源仪的原理

多波段光源仪的原理引言多波段光源仪是一种广泛应用于光谱分析领域的仪器，它能够提供多个波长的光源，以满足不同的实验需求。

本文将介绍多波段光源仪的原理及其在科学研究中的应用。

一、多波段光源仪的基本原理多波段光源仪的基本原理是利用不同波长的光源对待测物体进行照射，然后通过光学系统收集经过样品后的光信号，并对信号进行处理和分析。

多波段光源仪通常由以下几个主要部分组成：光源、光栅、光学透镜、光电转换器和信号处理器。

光源是多波段光源仪的核心部件，它能够产生多个波长的光。

常见的光源包括白炽灯、氘灯、氩离子激光器等，不同的光源能够提供不同波长的光。

光栅是光源发出的光经过的一个光学元件，它能够将光分散成不同波长的光，形成光谱。

光学透镜用于聚焦光束，使其尽可能地集中在待测样品上。

光电转换器将经过样品后的光信号转换为电信号，然后通过信号处理器进行信号分析和处理。

二、多波段光源仪的应用多波段光源仪在科学研究中有着广泛的应用。

它可以用于材料分析、化学反应动力学研究、生物医学研究等领域。

在材料分析方面，多波段光源仪可以通过测量不同波长下样品的吸收、发射或散射光谱，来分析样品的成分和结构。

例如，通过测量样品在紫外-可见光区域的吸收光谱，可以确定样品的吸收峰位置和强度，从而了解样品的化学成分和浓度。

在化学反应动力学研究中，多波段光源仪可以用于研究化学反应的速率和机理。

通过测量反应物在不同波长下的吸收或发射光谱的变化，可以获得反应速率随时间的变化规律，从而推断出反应的速率常数和反应机理。

在生物医学研究中，多波段光源仪可以用于研究生物体内的化学成分和生物过程。

通过测量生物体组织在不同波长下的散射、吸收或发射光谱，可以获得生物体组织的结构和功能信息。

例如，通过测量血液中的红细胞在不同波长下的吸收光谱，可以推断出血红蛋白的氧合程度，从而评估人体的氧合状态。

三、结论多波段光源仪是一种重要的光谱分析仪器，它能够提供多个波长的光源，应用广泛。

开设多波段光源发现痕迹的实验

ｓｒｅｕｖｙ，ｔｅａｔｎｗｉｅｎｅｓｏｒｃｉｅｗｒ．ｈｍｅｔｈｎｒｄｃｆｔｅｍｕｉａｄｌｈｓｎｎｈｙｃｎｆｔｔｅｄｆａｔｏｋＡｔｅｍｏｎ，ｔｅｉｔｕｅｏｈｂｎｉｔｕｉｇｉｉｉｈｈｐｃｔｏｈｇ
ｐｒａｔｉｓｒｍｅｔｏｏｉｅｎｓｌｉｇｃｍｅ．Ａｔｄｎｒｄａｅｒｍｏｉｅｉｓｉｔｅａｔｎｓｏｒｍｅｄ — ｏｔｎｎｔｕｎｒｐｌｍａｏｖｎｒｓｓｓｕｅｔａｕｔｄｆｏｐｌｎｔｕｅｄｐｒｆｃｉｇｃｔｍｅｔｆｃｉｅｔｃｉｎａｄｔａｅｅａｎｔｎｎｙｗｅｈｙｍａｔｒｔｅｉｓｒｍｅｔｓｎｋＵｏａｅｅａｎｔｎａｄｃｉｃｎｅｔｒｃｘｍｉａｉ，ｏｌｈｎｔｅｓｅｎｔｕｎｉｇｓｉｆｔｃｘｍｉａｉｎｒｍｅｓｅｅｏｎｏｈｕｒｏ
【中图分类号】９７２Ｄ１．
【文献标识码】Ａ
【文章编号】６３２９（０６０ — ０７０１７ — ３１２０）２０７ — ３
Ｏｎｔｅｅｔｂｉｈｅｔｏｅｔａｅｅｉｅｃｘｍｉａｉｎｏｕｔａｄｌｈｈｓａｌｍｎｆｔｒｃｖｄｎｅｅａｎｔｆｍｌｂｎｉｔｓｈｏｉｇ
源知识介绍得较少，甚至是空白；专门开设多波段
作为高校面向学生实验使用的多波段光源仪器的配备，既要考虑到仪器的技术性能，叉要考虑到教学成本，建议使用国产多波段光源。按５Ｏ人

目标探测多波段图像统一复原及实验验证

化准则函数，通过优化计算方法求解点扩展函数，利用非盲目图像复原方法得到清晰图像。输入大量实际图片，对方法进行了测试验证。实验结果表明：该方法有效地克服了目前图像复原方法不具有通
用性、对仿真图像复原效果好对实际图像复原效果差、耗时长等缺点，对红外、可见光、毫米波等多波
洪汉玉，李良成，章秀华，颜露新，张天序。
（１．武汉工程大学图像处理与智能控制实验室，湖北武汉４３００７４；２．华中科技大学图像识别与人工智能研究所，湖北武汉４３００７４）
２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｒｆＰａｔｔｅｎｒＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｎｄａＡｒｔｉｉｃｆｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｎｄａＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎａｎｄｃｌｅａｒｎｅｓｓｆｏｒｍｕｌｔｉ — ｗａｖｅｂａｎｄｉｍａｇｅｓｉｎｏｂｊｅｃｔ
ＨｏｎｇＨａｎｙｕ，ＬｉＬｉａｎｇｃｈｅｎｇ，ＺｈａｎｇＸｉｕｈｕ

多光谱采集实验报告

一、实验目的1. 了解多光谱成像的基本原理和应用领域；2. 掌握多光谱成像系统的操作方法；3. 通过多光谱成像实验，获取不同波段的图像数据；4. 分析多光谱图像数据，了解物质在不同波段的特性。

二、实验原理多光谱成像技术是利用多个波段的光谱信息，对物体进行成像和分析的一种技术。

多光谱成像系统由光源、光学系统、探测器、图像处理系统等组成。

光源发出连续光谱或分光光谱，经过光学系统分光后，由探测器接收不同波段的辐射，并将辐射强度转换为电信号，经过图像处理系统处理后，形成多光谱图像。

三、实验仪器与设备1. 多光谱成像系统：包括光源、光学系统、探测器、图像处理系统等；2. 物理实验平台：用于放置待测物体；3. 数据采集卡：用于采集探测器输出的电信号；4. 计算机及图像处理软件。

四、实验步骤1. 将待测物体放置在物理实验平台上，调整物体位置，使其处于成像系统的最佳成像范围内；2. 打开多光谱成像系统，调整光源亮度，确保探测器接收到的辐射强度适中；3. 调整光学系统，使待测物体在成像系统中的成像质量达到最佳；4. 通过图像处理软件，设置多光谱成像参数，包括波段、曝光时间、增益等；5. 启动数据采集卡，开始采集多光谱图像数据；6. 采集完成后，将数据导入图像处理软件，进行图像拼接、去噪、增强等处理；7. 分析多光谱图像数据，了解物质在不同波段的特性。

五、实验结果与分析1. 实验过程中，采集了多个波段的多光谱图像数据，包括可见光、近红外、短波红外等；2. 通过图像处理软件，将多光谱图像数据进行拼接，形成多光谱影像；3. 分析多光谱影像，发现不同波段图像中物体特征的表现有所不同；4. 在可见光波段，物体颜色信息较为丰富，但细节表现较差；5. 在近红外波段，物体颜色信息减少，但细节表现较好；6. 在短波红外波段，物体颜色信息进一步减少，但纹理、形状等特征表现更为明显。

六、实验结论1. 多光谱成像技术能够获取物体在不同波段的图像信息，有助于了解物质在不同波段的特性；2. 通过多光谱图像处理，可以提取出物体在特定波段的重要特征，为物质分类、识别、监测等应用提供依据；3. 在实际应用中，应根据待测物体的特性和需求，选择合适的多光谱成像波段和成像参数，以获取最佳成像效果。

典型地物反射波谱测量与特征分析

典型地物反射波谱测量与特征分析一、实验目的与要求1.实验意义：（1）对光谱测量仪器的认识：ASD野外光谱分析仪FieldSpecPro是一种测量可见光到近红外波段地物波谱的有效工具，它能够快速扫描地物，光线探头在毫秒内得到地物的单一光谱。

FieldSpec分光仪主要由附属手提电脑，观测仪器，手枪式把手，光线光学探头以及连接数据线组成。

通过连接电脑，可实时持续显示测量光谱，使得测量者可以即时获取需要的测量数据。

（2）对课堂内容的认识：地物反射光谱是指某种物体的反射率或反射辐射能随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得到的曲线即为反射波谱特性曲线。

影响地物波谱变化的因素：太阳位置（太阳高度角和方位角）。

不同的地理位置，海拔高度不同。

时间、季节的变化。

地物本身差异、土壤含水量、植被病虫害。

2.实验目的：（1）地物波谱数据获取需要使用地面光谱仪，通过该实验学会地面光谱仪的原理与使用方法。

（2）通过对地物光谱曲线分析，比较相异与相似地物反射光谱特征。

认识并掌握典型地物反射光谱特征。

二、实验内容与方法1.实验内容（1）典型地物反射波谱测量选择典型地物类型，使用地物光谱仪，开展地物光谱测量，获得典型地物可见光近红外波段（0.4-2.5微米）的反射光谱曲线。

地物类型：植被（草地、灌丛），水体（不同水深，有无植被），土壤（裸土、有少量植被覆盖土壤），不透水地面（水泥地面、沥青路面、大理石地面）。

（2）地物波谱特征分析a)标准波谱库浏览b)波谱库创建c)高光谱地物识别●从标准波谱库选择端元进行地物识别●自定义端元进行地物识别2.实验方法（1）ASD光谱仪简介FieldSpec Pro型光谱仪是美国分析光谱设备(ASD)公司主要的野外用高光谱测量设备。

整台仪器重量7.2公斤，可以获取350~2500nm 波长范围内地物的光谱曲线，探测器包括一个用于350-1000nm的512像元NMOS硅光电二极管阵列, 以及两个用于1000-2500nm的单独的热电制冷的铟-镓-砷光电探测器。

多波段偏振CCD相机的辐射定标研究

0 . 99
800，456 Y = 101 + 1013 x
0 . 99
将积分球输出能量按 1、2、3 级变化，对积分球辐射源的每种输出，对每一方向测量记录 8 次取平
均，在扣除暗电流后，利用这些数据进行线性拟合可
得到每一方向的线性响应曲线。图 3 分别给出了 3
个偏振方向的线性拟合曲线。由图 3 可见，多波段
3 定标内容和方法
3.1 暗电流检测
暗电流是由硅等探测器件产生的热信号，它的
大小与器件的工作环境和温度有关。检测方法是让
仪器在典型的工作条件下，我们挡住多波段偏振
CCD 相机的入光孔进行测量，从获得的 12 位图像上
分析其灰度值，其平均值为 14.5，标准偏差为 0.41。
CCD 探测器响应的不均匀性。
3.4 辐射响应度定标的数学模型由前面的线性度定标可知，在多波段偏振 CCD
相机动态范围内有相当好的线性。于是多波段偏振
CCD 相机辐射定标的数学模型可以用式（2）表示：
Vi，（ K）= K0 Ri，（ K）Bi， + K1 Ni，（ K）+
K2 Mi，（ K）
（2）
3.2 稳定度
稳定度是表征仪器测量值在一定工作时间内的
重复精度。对稳定度的检测是将多波段偏振 CCD
相机对准积分球辐射源，积分球出射面充满仪器视
场。打开积分球光源及仪器进行预热至稳定状态，
每隔 10 分钟测量记录一次，连续测量 10 次，10 次测
量的相对偏差（标准偏差除以平均值）即能代表稳定
度的大小。
表 2 不同像元的的响应（ Y 是输出灰度值，x 为相对强度）
探测器 0 方向

多波段光源在现场勘查、物证检验中的应用

多波段光源在现场勘查、物证检验中的应用一、概述多波段现场勘查光源是近几年出现的新型法庭科学光源，它非常适用于现场勘查及物证检验，在国外已成为刑侦部门的必备器材。

多波段光源除了检测指纹外，还适用于现场足迹、血迹、精斑、体液、麻醉品及纤维、火药残留物的微量物证的寻找和搜索，对于消失、涂改字迹等文件的检验效果也非常有效。

1、什么是多波段光源：多波段光源通常是由一组或两组特殊设计的滤光片，将光源发出的白光（全谱线）分成不同波段的单色光，再通过光导管将光输出，这种光学系统即被称为多波段光源。

该系统主要由光源、滤光片、光导管三部分组成。

光源一般为金属卤素灯或氙灯，可输出足够的光强；滤光片大多采用高质量带通式干涉滤光片，保证输出光的单色性；光导管可分为光学纤维和液体光导管两种，方便对现场有关物证进行搜索、检验和照相配光取证。

用多波段光源进行现场搜索和检测潜在指印，最重要的是选择激发波段和接收波段。

2、多波段光源的特点：在自然界中，各种物质对光线的吸收和辐射的性质是不同的，尤其是一些荧光物质，它们只受某些特定波长的光线激发而产生另外某些特定波长的荧光。

如果根据不同物质的吸收和辐射光谱来选择适当波长的激发光，就可以有效地激发物质本身具有的荧光物质或显现药品的荧光，使之与背景形成强烈反差，突出显现效果。

多波段光源即根据这一原理设计研制的，它将高强度光源发出的全谱线光，通过特制的干涉型滤光片，输出不同波段的单色光，有效地激发荧光物质，尽可能减小背景客体材料对痕迹的影响，以达到物证搜索和检测的目的。

光技术的应用在刑事科学领域极为广泛，对于很多物证的检测，各种光学检测法是例行的第一步，它具有灵敏度高且不损坏检材的特点，随着激光在物证检测领域的不断应用，各种荧光方法也逐渐被人们所认识。

激光作为激发光源，其特点是高强度和高单色性。

但其缺点是只有1个波段或2-3个波段，包括紫外、蓝紫光、绿光、红光等，多波段光源的主要优点是具有多个波段输出，波段可以根据各种手印物质的吸收光谱设定，因此可以更加有效地激发手印物质的荧光。

完整微波基本参数测量实验报告

（完整）微波基本参数测量实验报告微波基本参数测量实验报告【引言】微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。

微波成为一门技术科学，开始于20世纪30年代。

微波技术的形成以波导管的实际应用为其标志，若干形式的微波电子管(速调管、磁控管、行波管等)的发明，是另一标志。

在第二次世界大战中，微波技术得到飞跃发展。

因战争需要，微波研究的焦点集中在雷达方面，由此而带动了微波元件和器件、高功率微波管、微波电路和微波测量等技术的研究和发展。

至今，微波技术已成为一门无论在理论和技术上都相当成熟的学科，又是不断向纵深发展的学科。

【实验设计】一、实验原理1、微波微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波的统称。

微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。

微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。

微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。

对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。

对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热，微波炉就是利用这一特点制成的，而对金属类东西，则会反射微波。

2、微波的似声似光性微波波长很短，比地球上的一般物体（如飞机，舰船，汽车建筑物等）尺寸相对要小得多。

使得微波的特点与几何光学相似，即所谓的似光性。

因此使用微波工作，能使电路元件尺寸减小，使系统更加紧凑；可以制成体积小，波束窄方向性很强，增益很高的天线系统，接受来自地面或空间各种物体反射回来的微弱信号，从而确定物体方位和距离，分析目标特征。

由于微波波长与物体（实验室中无线设备）的尺寸有相同的量级，使得微波的特点又与声波相似，即所谓的似声性。

3、波导管波导管是一种空心的、内壁十分光洁的金属导管或内敷金属的管子。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

X波段合成孔径雷达测量实验
9.26-10.12 地基雷达测量典型地物（幼松树林、灌木、草地、公路、土路和水体）
五、数据获取情况
多波段航测数据包括可见光、近红外、短波红外和长波红外
相对比较完整的数据有： 9月15日上午，林场北侧（机场向东南）； 9月17日上午，山区月亮湖区域； 9月17日下午，城镇区域； 9月20日，塞罕坝和御道口局部几处典型区域。
六、初步处理结果
多波段探测器
长波红外效果图 9月9日上午，御道口区域
9月17日上午，山区月亮湖区域
短波红外
短波红外效果图
近红外长波红外
近红外效果图
9月17日下午城镇区域（塞罕坝广场）
近红外
北大生态站区域多波段图像
合成孔径雷达图
X-SARຫໍສະໝຸດ 地基雷达测量数据以幼松树林为例
L 波段不同极化方式
高光谱数据
由于高光谱成像仪的航资解算模块工作时对直升机通讯产生比较严重的干扰，为确保飞行安全，实验时没有开启航姿解算模块，因此没有校正数据，尚未进行处理。
X波段合成孔径雷达数据重点选取了几处比较典型的区域航测。
多波段地基雷达数据
分别测量了幼松树林、灌木、草地、公路、土路和水体等6种典型地物在X波段、C 波段和L波段的微波散射特性，每个波段测量时又包含了HH、VV和HV（或VH）三种极化方式。数据比较完整，已完成处理。
高光谱成像仪
X波段合成孔径雷达
三、观测内容
地面观测
野外地物光谱仪
配合航空测量
地基雷达
测量松树、草地、水体、路面等 6种典型地物的电磁特征。
航空观测
综合采用多种探测器，获取实验地域各类自然与人工地物多波段数据。
四、观测时间和位置
9.5-9.17
按照林科院规划的航线进行搭载实验
9.20
多波段特征测量实验
一、实验目的
1.通过空地协同测量，获取典型地物在同等条件下的多波段数据；
2.综合验证现有勘测设备性能，掌握操作技能。
二、实验设备
野外地物光谱仪
多
波
可见光相机
段
地
地面观测设备
基
雷
达
系
红外热像仪
统野外气象站
空中观测设备
搭载平台：“小松鼠”直升机
多波段航测设备
可见光
近红外
长波短波微型POS
VV极化
VH极化
HH极化
X 波段不同极化方式
VV极化
HH极化
HV极化
七、数据共享计划和需求
2018.12. 部分原始数据 2019.01. 部分处理数据