典型滤波器对星载高光谱分辨率激光雷达532 nm通道回波信号的影响 被引量：3

1

作者 余骁 闵敏 +2 位作者 张兴赢 孟晓阳 邓小波 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期122-131,共10页

高光谱分辨率激光雷达(High Spectral Resolution Lidar,HSRL)系统利用窄带滤波器将激光雷达回波信号中的大气粒子(云或气溶胶)散射和分子散射成分分开,提升了云或气溶胶光学特性的反演质量。提出了一种基于HSRL探测原理的HSRL回波信号... 高光谱分辨率激光雷达(High Spectral Resolution Lidar,HSRL)系统利用窄带滤波器将激光雷达回波信号中的大气粒子(云或气溶胶)散射和分子散射成分分开,提升了云或气溶胶光学特性的反演质量。提出了一种基于HSRL探测原理的HSRL回波信号模拟方法,其原理是利用CALIPSO云/气溶胶消光系数产品和数值天气预报数据被用来仿真星载HSRL 532 nm回波信号。两种典型的窄带光谱滤波器:FPI(Fabry-Pérot Interferometer)和碘吸收滤波器,作为分子通道滤波器的性能通过仿真的星载HSRL回波信号进行分析。对三种典型:晴空、卷云、气溶胶(两层厚云)的HSRL回波廓线进行详细的敏感分析表明碘分子吸收滤波器的性能明显优于FPI滤波器,其中碘吸收滤波能保持可以忽略不计的相对偏差(<4.0×10-3%),这是由低光学厚度(<1.0)的粒子后向散射效应引起的。但是,如果FPI滤波器的粒子后向散射透过率能保持在10-3水平以下,其仍不失为是一个好的选择。 展开更多

关键词 星载高光谱分辨率激光雷达 仿真 回波信号 光谱滤波器

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基于WRF模式高光谱分辨率测温激光雷达系统分析

2

作者 赵延鹏 卜令兵 +3 位作者 孙博爱 王元庆 林雪飞 梁琨 《激光技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期40-47,共8页

为了解析大气瑞利-布里渊散射光谱并获取0 km~16 km的大气垂直温度廓线,采用基于菲索干涉仪结合光电倍增管阵列的高光谱分辨率测温激光雷达(HSRL)对不同季节环境下的温度反演能力及系统误差进行了理论分析,得到了利用大气瑞利-布里渊散... 为了解析大气瑞利-布里渊散射光谱并获取0 km~16 km的大气垂直温度廓线,采用基于菲索干涉仪结合光电倍增管阵列的高光谱分辨率测温激光雷达(HSRL)对不同季节环境下的温度反演能力及系统误差进行了理论分析,得到了利用大气瑞利-布里渊散射光谱在结合Tenti S6模型进行拟合的情况下,不同的大气模型对温度廓线拟合的影响结果。结果表明,使用US76大气模型结合Tenti S6模型,经10000次脉冲积分后,在0 km~16 km范围内的最大随机误差为1.1 K;使用天气预报模式(WRF)提供的温压场代替US76模型的温压场进行模拟,随机误差随季节略有不同,春季不超过0.65 K,夏季不超过0.98 K,秋季不超过0.59 K,冬季不超过0.63 K;使用WRF模式进行HSRL系统探测能力评估结果优于使用US76的评估结果,若精选不同天气类型,该方法还可以拓展到评估不同季节下HSRL的随机误差,体现了将WRF模式用于HSRL评估的优势。该研究为HSRL测温系统在不同季节下的工作能力评估提供了参考。 展开更多

关键词 大气光学 高光谱分辨率激光雷达 瑞利-布里渊光谱 大气模型

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大气遥感高光谱分辨率激光雷达研究进展 被引量：24

3

作者 刘东 杨甬英 +8 位作者 周雨迪 黄寒璐 成中涛 罗敬 张与鹏 段绿林 沈亦兵 白剑 汪凯巍 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2535-2546,共12页

高光谱分辨率激光雷达由于可实现对大气参数的精确反演,在大气遥感领域具有较好的发展前景。介绍了高光谱分辨率激光雷达探测气溶胶、大气温度以及风速的基本原理以及目前国内外的研究进展,并重点介绍了高光谱分辨率激光雷达系统中的鉴... 高光谱分辨率激光雷达由于可实现对大气参数的精确反演,在大气遥感领域具有较好的发展前景。介绍了高光谱分辨率激光雷达探测气溶胶、大气温度以及风速的基本原理以及目前国内外的研究进展,并重点介绍了高光谱分辨率激光雷达系统中的鉴频技术、激光技术、锁频技术以及数据处理技术等几项关键技术。 展开更多

关键词 高光谱分辨率激光雷达 气溶胶探测 温度测量 风速测量 高光谱分辨率滤光器

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基于高光谱分辨率激光雷达的气溶胶分类方法研究 被引量：13

4

作者 刘秉义 庄全风 +2 位作者 秦胜光 吴松华 刘金涛 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期225-237,共13页

气溶胶是影响气候变化和空气质量的重要因素,对气溶胶作用的量化分析依赖于气溶胶光学性质及其垂直剖面的精细探测。高光谱分辨率激光雷达利用窄带光学滤波器,可在光谱上实现对分子散射和气溶胶散射的分离,从而在不需假设气溶胶激光雷... 气溶胶是影响气候变化和空气质量的重要因素,对气溶胶作用的量化分析依赖于气溶胶光学性质及其垂直剖面的精细探测。高光谱分辨率激光雷达利用窄带光学滤波器,可在光谱上实现对分子散射和气溶胶散射的分离,从而在不需假设气溶胶激光雷达比的情况下,独立获取气溶胶消光系数和后向散射系数。文中基于高光谱分辨率激光雷达技术,开展气溶胶分类方法研究。根据已有的气溶胶分类研究结果,给出基于气溶胶光学参数的分类方法,并建立气溶胶分类查找表。利用高光谱分辨率激光雷达于2015年春季在青岛地区测量的气溶胶消光系数、后向散射系数和退偏振比,参照建立的气溶胶分类查找表,实现了对气溶胶的分类识别,并用HYSPLIT轨迹模式、NAAPS气溶胶模式进行了印证。个例研究结果表明该方法能够实现对气溶胶类型的正确识别。 展开更多

关键词 高光谱分辨率激光雷达 气溶胶分类 消光系数 激光雷达比 退偏振比

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高光谱分辨率激光雷达同时测量大气风和气溶胶光学性质的模拟研究 被引量：20

5

作者 刘金涛 陈卫标 刘智深 《大气科学》 CSCD 北大核心 2003年第1期115-122,共8页

提出一套高光谱分辨率激光雷达 (HSRL)系统 ,用于同时测量大气风和气溶胶的光学性质。该HSRL系统中使用碘分子滤波器分离分子和气溶胶后向散射 ,同时利用双边缘检测技术测量大气风场引起的多普勒频移。文中选用合理的HSRL参数和大气模... 提出一套高光谱分辨率激光雷达 (HSRL)系统 ,用于同时测量大气风和气溶胶的光学性质。该HSRL系统中使用碘分子滤波器分离分子和气溶胶后向散射 ,同时利用双边缘检测技术测量大气风场引起的多普勒频移。文中选用合理的HSRL参数和大气模型数据 ,模拟和分析了HSRL的测量性能。系统夜晚运行时 ,可测量 2 0km以下的大气风速和气溶胶 ,风速误差小于 2ms- 1 ,气溶胶的后向散射系数相对误差小于 30 %。在白天工作时 ,相同误差下的可探测高度为 1 0km。模拟分析结果表明 ,该HSRL雷达有较大的应用前景 ,对天气和气象研究等有重要意义。 展开更多

关键词 高光谱分辨率激光雷达 大气风 气溶胶 光学性质 模拟 风速

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高光谱分辨率激光雷达探测大气透过率 被引量：9

6

作者 赵明 谢晨波 +6 位作者 钟志庆 王邦新 王珍珠 尚震 谭敏 刘东 王英俭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第B05期76-80,共5页

研制了一台基于种子注入激光器和碘分子吸收滤光器的高光谱分辨率激光雷达。介绍了该系统的基本原理、数据反演方法和系统结构。分别在有云天气和沙尘天气时进行了高光谱分辨率激光雷达探测大气透过率的实验,并与用常规Fernald方法反演... 研制了一台基于种子注入激光器和碘分子吸收滤光器的高光谱分辨率激光雷达。介绍了该系统的基本原理、数据反演方法和系统结构。分别在有云天气和沙尘天气时进行了高光谱分辨率激光雷达探测大气透过率的实验,并与用常规Fernald方法反演的结果进行对比。观测结果显示,不同种类的气溶胶粒子以及云具有不同的物理和光学性质,Fernald方法中假设的激光雷达比往往不符合实际情况,因此会产生较大的测量误差。而高光谱分辨率激光雷达可以利用分子散射和气溶胶散射的谱宽不同,将两种信号分离探测,避免了假设激光雷达比,从而实现大气透过率的高精度定量探测。 展开更多

关键词 高光谱分辨率激光雷达 大气透过率 碘分子吸收池

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基于偏振高光谱激光雷达和微波辐射计的大气温度探测和融合算法研究 被引量：3

7

作者 刘晶晶 李开良 +4 位作者 徐梓翔 庞景哲 王骏 闫庆 华灯鑫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期203-211,共9页

大气温度作为大气探测领域的基本参数,获得高精度大气温度廓线对于天气预报和气候研究至关重要。本文利用自行研制的偏振高光谱激光雷达实现了边界层内大气温度的全天时、高信噪比测量,提出了利用拼接法进行高光谱激光雷达和微波辐射计... 大气温度作为大气探测领域的基本参数,获得高精度大气温度廓线对于天气预报和气候研究至关重要。本文利用自行研制的偏振高光谱激光雷达实现了边界层内大气温度的全天时、高信噪比测量,提出了利用拼接法进行高光谱激光雷达和微波辐射计的数据拼接和融合,实现了二者的优势互补。结果表明:偏振高光谱激光雷达可实现3.5 km以下的大气温度有效探测,其误差主要在±2 K内,微波辐射计在3 km以内探测误差较低,而在3 km以上误差在-4 K~-2 K,经过拼接后,在3.5 km以内误差为±1 K,相关性由拼接前的0.95提升到0.97。结果表明高光谱偏振激光雷达可有效进行边界层内大气温度的探测,经过与微波辐射计的融合,即可解决激光雷达的盲区问题,又可提升微波辐射计的探测精度。 展开更多

关键词 高光谱分辨率激光雷达 偏振激光雷达 微波辐射计 大气温度

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高精度测温拉曼激光雷达光谱仪的光学设计 被引量：8

8

作者 刘洋 张天舒 +3 位作者 赵雪松 项衍 邓潘 吕立慧 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1904-1909,共6页

为了抑制边缘纯转动拉曼光谱成像偏差,提出了一种高精度测温拉曼激光雷达光谱仪光学系统设计。该系统利用非球面透镜组对光谱仪成像球差进行校正,针对光谱仪10mm/nm的线分辨率要求,采用双光栅结构设计并对测温拉曼光谱仪各参数进行光线... 为了抑制边缘纯转动拉曼光谱成像偏差,提出了一种高精度测温拉曼激光雷达光谱仪光学系统设计。该系统利用非球面透镜组对光谱仪成像球差进行校正,针对光谱仪10mm/nm的线分辨率要求,采用双光栅结构设计并对测温拉曼光谱仪各参数进行光线追迹,拟合得到双光栅的入射角、准直镜焦距和聚焦镜焦距的最优值。将拟合最优化结果代入Zemax软件进行优化分析,结果显示单个成像光谱成像宽度控制在0.771 5mm,间隔0.1nm的纯转动连续光谱成像中心间隔可以达到1mm,满足了线阵探测器对成像质量的要求。通过计算在J=6级的纯转动拉曼后向散射信号对瑞利-米散射信号实现了108抑制,达到了高精度纯转动拉曼激光雷达测温的目的,解决了目前双光栅光谱技术无法达到提取355nm波段纯转动拉曼高光谱精度的要求,对测温拉曼激光雷达的技术发展有着深远的意义。 展开更多

关键词 拉曼激光雷达 双光栅光谱仪 闪耀光栅 线分辨率

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深度学习理论的高光谱激光雷达弱信号检测 被引量：2

9

作者 魏保龙 吕淙 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第4期212-217,共6页

为了精准检测弱信号并确定其类型,提出深度学习理论的高光谱激光雷达弱信号检测方法。采用小波多分辨率分析法去除高光谱激光雷达回波信号中噪声,利用分数域傅里叶变换法搜索分数域,将之作为高光谱激光雷达弱信号的分数域包络曲线特征向... 为了精准检测弱信号并确定其类型,提出深度学习理论的高光谱激光雷达弱信号检测方法。采用小波多分辨率分析法去除高光谱激光雷达回波信号中噪声,利用分数域傅里叶变换法搜索分数域,将之作为高光谱激光雷达弱信号的分数域包络曲线特征向量,利用深度信念网络学习高光谱激光雷达弱信号特征,完成弱信号检测及类别识别。实验结果表明:本方法高光谱激光雷达信号去噪后信号具有最大信噪比、最小均方差;可实现高光谱激光雷达弱信号检测,检测精度达到95%以上,并可分类弱信号类别,检测性能突出。 展开更多

关键词 深度学习理论 高光谱激光雷达 弱信号检测 小波多分辨率 包络函数 特征向量

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一种激光雷达测量海洋光学参数的新方法 被引量：7

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作者 李志刚 刘智深 朱林伟 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期142-146,共5页

为了拓展海洋光学参数的激光遥感测量手段,借鉴高光谱分辨率多普勒激光雷达对大气散射信号的测量机制,提出了一种利用激光雷达水下后向散射信号测量海洋固有光学参数的新方法。在原理方面,描述了测量系统的组成和利用碘分子吸收滤波器... 为了拓展海洋光学参数的激光遥感测量手段,借鉴高光谱分辨率多普勒激光雷达对大气散射信号的测量机制,提出了一种利用激光雷达水下后向散射信号测量海洋固有光学参数的新方法。在原理方面,描述了测量系统的组成和利用碘分子吸收滤波器实现水分子瑞利散射信号和悬浮物米散射信号的光谱分离测量方法,在结论方面,给出了利用海水激光后向散射信号实现海水悬浮物后向散射系数和海水体消光系数的具体反演算法。 展开更多

关键词 激光雷达 海洋光学参数 高光谱分辨率 吸收系数 后向散射系数

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基于航空LiDAR和多光谱遥感数据的城市园林树种分类研究

11

作者 刘晓阳 王新菲 +4 位作者 黄光体 林成军 杨安 张流洋 潘自辉 《湖北林业科技》 2025年第3期1-7,共7页

结合同一点云密度下生成的不同分辨率的激光雷达特征和多光谱影像特征,探讨不同特征分类方案对城市园林树种分类精度的影响。利用获取的20 p·m^(-2)机载激光雷达数据,生成0.5、1.0、3.0、5.0 m的特征栅格,结合同期获取的多光谱影... 结合同一点云密度下生成的不同分辨率的激光雷达特征和多光谱影像特征,探讨不同特征分类方案对城市园林树种分类精度的影响。利用获取的20 p·m^(-2)机载激光雷达数据,生成0.5、1.0、3.0、5.0 m的特征栅格,结合同期获取的多光谱影像特征,将提取的特征变量分为6组分类方案,采用面向对象分割与三种机器学习算法相结合的方法对6种城市典型的园林树种进行分类,并筛选最优特征进行比较分析。结果表明:(1)基于多光谱特征和0.5 m格网尺度提取的激光雷达特征结合的分类方案,在XGBoost、RF和KNN三种机器学习分类器上都表现出最好的结果,总体精度分别为81.77%、80.79%和76.85%;(2)同一点云密度下,随着激光雷达数据生成的特征栅格分辨率的降低,组合分类方案的精度也逐渐降低,甚至低于使用单一数据源特征进行分类的结果;(3)利用RF重要性度量算法筛选不同分类方案中的特征变量,LiDAR数据衍生的变量特征在组合分类方案中的重要性随着生成的特征栅格分辨率的降低而降低。综上所述,同一点云密度下生成的栅格特征分辨率越高,与多光谱数据结合,对城市园林树种分类的精度也越高,分类效果越好。 展开更多

关键词 城市树种 激光雷达 多光谱影像 不同分辨率 机器学习

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改进的密封硼硅玻璃CO_2波导激光器

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作者 贺跃坤 林良华 《四川激光》 1980年第4期28-31,共4页

渡导CO2激光器具有紧凑、高增益、可调谐等优点，因此引起了人们极大的注意。它将在激光通讯、激光雷达、高分辨率光谱学等方面得到广泛的应用。

关键词 CO2激光 波导激光器 硼硅玻璃 密封 激光雷达 高分辨率 高增益 可调谐 光通讯 光谱学

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基于CALIPSO卫星资料的京津冀地区MODIS卷云云顶高度订正 被引量：2

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作者 杨冰韵 刘健 贾煦 《大气科学》 CSCD 北大核心 2020年第5期1013-1022,共10页

卷云在大气辐射中扮演着重要角色,对天气系统和气候变化产生重要影响。相比传统地基观测手段,卫星遥感更容易探测到高层卷云的信息,本文利用CALIOP主动遥感仪器可获取较为准确的薄卷云特性的特点,针对MODIS被动遥感探测器反演的薄卷云... 卷云在大气辐射中扮演着重要角色,对天气系统和气候变化产生重要影响。相比传统地基观测手段,卫星遥感更容易探测到高层卷云的信息,本文利用CALIOP主动遥感仪器可获取较为准确的薄卷云特性的特点,针对MODIS被动遥感探测器反演的薄卷云云顶高度的偏差开展订正研究。研究选取2013~2017年京津冀地区MODIS云产品,结合CALIPSO卫星的卷云云顶高度数据,基于交叉验证的方法得到线性拟合方案,对MODIS卷云云顶高度进行订正。订正后的MODIS与CALIPSO卷云云顶高度差值的分布区间由-3~2 km变为-2.0~2.5 km,峰值由-0.8 km左右变为0.2 km左右。订正效果随云顶高度和云光学厚度的不同有所变化,其中较低层卷云和光学薄卷云的订正效果更明显。 展开更多

关键词 卷云 云顶高度 中分辨率成像光谱仪(MODIS) 云—气溶胶激光雷达和红外探路者卫星观测(CALIPSO)

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