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第一作者来自意大利罗马大学 文章提出了一整套自定义的使用无人机+高光谱相机对海岸和海洋微型塑料垃圾进行识别（identify）的流程。并展示在意大利Sassari海岸进行实地试验得到的一系列结果。实验使用了DJI-M600无人机搭载900—1700nm线阵推扫式高光谱成像仪（自制，使用SpecIM的NIR17分光计+Xenics公司的Bobcat 32 SWIR相机，分辨率是256 * 320，最大帧率50Hz）采集数据。后续的图像拼接、georeference，正射图像制作等处理均在内业进行。 高光谱图像立方体的生成是通过对同步采集的可见光图像的拼接实现的，通过基于相关性的配准，对高光谱数据进行相同的平移、旋转和缩放操作实现图像的生成。 塑料垃圾的识别则是通过选择统计学上相关的feature，使用LDA分析，通过人工选择的样本进行训练实现的。 本文分别在海滩和附近海洋区域进行了实验，实验结果均显示，本文的分类方法能够有效的识别并区分PE（聚乙烯）和PET（聚对苯二甲酸乙二酯）物品。 未来则希望能够实现本文方法的实时化处理，能做到机上在线处理分析得到结果，便于在进行UAV监控时快速出结果。 使用DJI-M600无人机搭载自制的高光谱成像仪和Intel NUC电脑，以及配套的可见光相机，总重量，功率100W，如下图所示 高光谱成像仪：900—1700nm，自制，使用SpecIM的NIR17分光计+Xenics公司的Bobcat 32 SWIR相机，分辨率是256 * 320，最大帧率50Hz，动态范围8-bit 下图是PE和PET的光谱曲线，可以看到二者还是存在显著差异的。 下图是草地上进行塑料垃圾检测和分类的结果 下图是裸地上进行塑料垃圾检测的结果 下图是在海滩附近的海域中进行塑料检测的结果 下图是在Platamona沙滩上进行检测的结果 下图是在Porto Ferro海滩上进行检测的结果
张玉君曾朝铭陈薇
（中国国土资源航空物探遥感中心，北京）
摘要：从原理、模型试验及实际数据处理等方面分析对比了比值法、光谱角法及主分量分析法的优劣；选择了以主分量分析为主、光谱角法为辅进行蚀变遥感异常的提取；引用了误差理论某些基本概念，以标准离差σ作为遥感异常切割的尺度；建立了“去干扰异常主分量门限化技术流程”。以西藏驱龙—甲马蚀变遥感异常群为例，展示了此技术的效果，并与高光谱研究结果进行了比较。
关键词：主分量分析；光谱角法；比值法；异常切割量化尺度；门限化
中图分类号：TP753 文献标识码：A文章编号：1001-070X（2003）02-0044-06
本文系中国地质调查局“西部主要成矿带遥感找矿异常提取与应用研究”项目（200215000008）资助
引言
提取蚀变遥感异常信息的方法有多种，常用或较常用的有比值法、主分量分析法、光谱角法以及它们的混合法[1～7]。近期新出现但较少被使用的有小波分析、神经网络、分数维几何（分形或分几）等方法。为了选择最佳方法，我们以东天山139/31景、东昆仑135/35景和冈底斯137/39景ETM＋或TM数据为例，对常用的3种方法异常信息提取效果进行了对比试验，其结果表明，3种方法所获互洽性异常虽有，但占比例不大。因为除139/31景外，其余两景中已知矿床、矿点分布较少，缺少评判3种方法优劣的足够已知条件，故而萌生进行模型试验的想法，即通过简单的模型试验来直观地展示3种方法（比值法、主分量分析法及光谱角法）的特点，对比其优劣，并以此为基础确定技术流程的主体。
1模型试验
模型一
模型设计
取一组二维数据点，它们在平面上呈椭圆形分布，而各点的数值按级差递增，且与坐标相关。第一维数值从左向右递增（彩版附图14（6）上左），第二维数值从下向上递增（彩版附图14（6）上中）。此设计是为了保证试验结果的直观性。这一模型的原始数据（彩版附图14（6）上右）可比拟为一个2波段的TM图像，如TM5和TM7。待提取异常应具备的条件是TM5为高亮度值，TM7为低亮度值。
方法试验结果
对模型—分别进行主分量分析、比值法处理及光谱角填图等方法试验，对所获第二主分量进行高端切割，3种方法所获异常如彩版附图14（6）左下图所示，其中，光谱角法异常提取以第二主分量异常区高位中心点的数值作为参考谱；比值法则为第一维/第二维，并对其进行异常切割。
从彩版附图14（6）可以直观地看出：①主分量分析所获异常位于第一维的高值区；②光谱角法所获异常区各点有相似的特征向量角，异常区内既包括高值点（与主分量异常互洽）也包括低值点；③比值法比较的是比值的大小，故该方法所获异常与原始值的高低无直接关系，和主分量及光谱角法结果的互洽区不大。这就不难理解3种方法所获异常不可能全部互洽的原因。如果提取遥感异常的原则是以大型、特大型矿（应有高异常）为主要目标，那么，提取遥感异常的首选方法应是主分量分析法。
如果在比值计算之前进行数据截取，可以减少低值区异常（彩版附图14（6）的下右），但若先比值后截取，则效果较差（彩版附图14（6）的下中）。当然，对光谱角法也可以通过数据掩模处理来减少低值区异常，且无论掩模在光谱角处理之前或之后做，其结果相同（彩版附图14（6）的下中和下右）。
模型二
模型设计
取模型二图像（540×360×4），分割为180×180×4六个子图，每一子图对角线皆为255个像素。对每一子图的4个图层分别送入某种岩性的TM1、TM4、TM5、TM7波段亮度值，且令其按对角线方向从0渐变至相应波段的TM亮度值。为达此目的，首先取一辅助图像（180×180×1），用试验图像工具（Test Image）在对角线方向形成从0～255的渐变灰阶，并借助此辅助图像将各岩性的各波段亮度值在对角线方向做线性拉伸，然后逐一镶嵌入模型二各子图各波段的相应位置，形成岩性的渐变图像组合。6个子图分别对应于金矿蚀变岩、植被、白色大理岩、辉长岩、冰和盐碱地（数据取自文献[6]）。这样，便形成一个有6种已知岩性的TM1、TM4、TM5、TM7四个波段的数据模型。
方法试验结果
对模型二的4个波段数据进行主分量分析，从本征向量可知，第2主分量表征冰，第3主分量表征植被，第4主分量表征蚀变岩。对它们分别进行异常切割，以绿、蓝、红三色示于彩版附图14（7）中。可以看到，白色大理岩形成对蚀变岩的干扰异常，经用光谱角法提取蚀变异常（彩版附图14（7）中的黄色区），可以消除此干扰。比值法所得结果未在彩片中示出，它在除辉长岩外的5种岩性中均形成异常，这是它们在TM5波段上的亮度值均高于TM7的必然结果。
2三种方法的特点讨论
比值法（RM）
（1）原始值的高低不直接左右比值的大小，也就是说，高低值均可有同样的比值，低值区异常不可避免（图1），这就使得比值结果中包含了大量假异常（如阴影区、水域等）。
（2）差和比值法是一种非线性处理方法，该方法高值区压缩，对低值区拉伸，这对于提取高值区异常不利； 的实际值均在0～1/3之间，动态范围较小，也是不利因素（图2）。
图1波段比值原理
图2差和比值原理
（据丰茂森，1992）
（3）数据先截取再比值较先比值再截取更有益于减少低值区异常（图3，彩版附图14（6）下中和下右）。
虽然经数据截取所做比值对低值区异常有所抑制，但并不能从根本上改变比值法的前两个弱点，故在选择遥感异常提取方法时，不得不将比值法结果仅作为参考。
图3数据截取比值原理
图4光谱角法原理
光谱角填图法（SAM）
光谱角法把每一个多维空间点以其空间特征向量来表征，并以空间向量角的相似性作为判据。它是一种监督分类，要求每一类别有一个已知参考谱。此参考谱可以是地面实测入库光谱，也可以是已知条件的图面单元的统计入库结果（又称图像采样）。
为了直观，设三维空间点P在彩色坐标系中的特征向量为OP，以此向量为轴作小角锥（图4），凡位于此小角锥内的空间点都视为相似的。
根据线性代数理论[9]，向量α，β间夹角θ为
张玉君地质勘查新方法研究论文集
式中，（α，β）为n维向量α，β的内积，｜ a ｜、｜β｜分别为向量a，β的长度。
当存在已知矿点或矿床时，可以利用光谱角法圈定与其有相似谱特征的靶区，以减少主分量分析所获异常中的非矿异常（如在139/31景中所做）；当存在两种以上已知矿点时，可以用光谱角法对主分量分析异常进行类别区分（如在137/39景中所做）。这两点是光谱角法在异常信息提取中对主分量分析法可以起的重要辅助作用。
主分量分析（PCA）
原理
遥感图像各波段间存在一定的相关性，为了减少相关性对分类的影响，常使用主分量分析法去相关。主分量分析基于变量之间的相互关系，在信息总量守恒的前提下，利用线性变换的方法来实现去相关性。由于所获各主分量之间不相关，故各主分量之间信息没有重复或冗余。
主分量分析的这一基本性质在蚀变异常信息提取中被充分利用。TM多波段数据通过PCA所获每一主分量常常代表一定的地质意义，且互不重复，即各主分量的地质意义有其独特性。用TM1、TM4、TM5、TM7等4个波段进行PCA，对代表羟基矿物主分量的判断准则是：构成该主分量的本征向量，其TM5系数应与TM7及TM4的系数符号相反，TM1一般与TM5系数符号相同。依文献[7]中有关地物的波谱特征，羟基信息包含于符合这一判断准则的主分量内，故此主分量可称为羟基异常主分量。
用TM1、TM3、TM4、TM5等4个波段进行PCA，对代表铁染物主分量的判断准则是：构成该主分量的本征向量，其TM3系数应与TM1及TM4的系数符号相反，TM3一般与TM5系数符号相同。同理，可将该主分量称之为铁染异常主分量。
由于异物同谱现象的存在，这些异常主分量还包含着非蚀变的地质因素，有待用其他计算方法乃至借助地质知识经目视解译加以区分。
借助模型试验探讨PCA的灵敏度极限
当用PCA提取遥感异常信息时，无论是羟基异常（用TM1、TM4、TM5、TM7）还是铁染异常（用TM1、TM3、TM4、TM5），都常常出现在第4主分量[3～7]，其本征值都是最小的，也就是说，蚀变遥感信息占全景信息量的很小份额，那么，蚀变信息量少到何种程度将被PCA丢失，即PCA的检测灵敏度下限是多少？
为此，首先我们设计图像模型（三）（1020×255×4），并将其分割为255×255×4四个子图，依次由左向右送入金矿蚀变岩、植被、辉长岩及冰的TM1、TM4、TM5、TM7波段数据，并令其按行或列方向递变。经PCA提取切割，获蚀变异常（红）、植被异常（蓝）和冰异常（绿），见彩版附图14（8）。
然后，对蚀变岩区逐步减半，每次都以辉长岩数据取代，再做PCA提取，直至蚀变岩区仅剩一行（255×1×4）,PCA仍有相应的结果，但此时相对信息量已小于，程序给出报告是（表1），可视为已达检出限，这时，蚀变岩原始数据在全图的份额（1/4×1/255=1/1020）小于千分之一。因此，可初步认为，用PCA提取蚀变信息的检出限优于千分之一。
表1模型三试验结果统计
将表1第二行本征向量分别除以TM5的系数，得到一组新数，把它们做为投影系数（表2），将TM1、TM4、TM7投影在TM5上，得到图5。这有助于理解PC4的构成。
表2PC4系数换算
图5PC4与TM1、TM4、TM5及TM7的关系
3误差理论某些基本概念的引用
在图像处理中，经常使用概率密度分布曲线（简称直方图），于是便产生两个问题：
（1）如何理解TM数据直方图常接近正态分布？
（2）是否可以使用标准离差σ作为遥感异常切割的尺度？
正态分布
我们知道，观测值的偶然误差成正态分布，而且早在1795年德国数学家高斯就推导出偶然误差或然率曲线的函数表达式，即高斯误差分布定律[8]
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式中，σ称为标准误差。如果取k倍的标准误差，那么，任一观测值的误差介于±ka之间的或然率p如表3所示。
表3或然率与误差的关系
结合具体情况，当所面对的地区足够大时，可以近似地认为TM各波段数据以及其线性处理结果的统计性规律具有类似（在不严格的概念下）正态分布的特点：
（l）常常只有一个中心，即众值（当出现双峰时，往往是存在两类主宰性地质因素）；
（2）小偏离比大偏离出现的机会多；
（3）大小相等、符号相反的正负偏离机率接近，直方图近似对称于y轴；
（4）极大的正偏离和极小的负偏离机率都很小，直方图向两端迅速衰减。
究其原因，当地区较大时，不同岩性的出现具有随机特性。故而，描述偶然误差的高斯误差分布方程及相关概念可以被借用于TM数据处理中。
σ的借用
TM数据处理以多元分析为基础，在多元分析中，对应于误差理论中称之为标准误差的σ，是标准离差（或标准偏差），其定义为：
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既然TM数据及其线性处理结果一般均有近似正态分布的直方图（如图6所示，为137/39景羟基主分量直方图），那么，在做异常切割或数据切割时，便可借用σ这个表征正态分布曲线的尺度。例如，主分量分析结果可以把均值 理解为代表区域背景，利用 确定异常下限和划分异常强度等级。异常总面积可用（1-p）/2近似计算，3σ级异常总面积仅约在×10-3之内。有了这一尺度，切割异常时可以减少主观任意性，并使操作较为规范化。
4遥感异常提取流程
图6137/39景羟基主分量直方图
在以上方法选择及多景图像蚀变异常提取研究的基础上，形成了独具特色的方法技术，即“去干扰异常主分量门限化技术流程”（图7），并以此作为蚀变异常提取快速遥感扫面的基本方法。
图7去干扰异常主分量门限化技术流程
流程图包括预处理和信息提取两大部分，预处理的作用十分关键，它的许多重要问题（如多种干扰去除、大气影响粗校正、太阳照射条件归一化等）尚须另文阐明，信息提取和后处理的技术细节也待补充。
5实例
现以甲马—驱龙火山沉积盆地铜多金属矿田为例，展示应用该流程进行异常提取的效果。
研究区位于冈底斯火山岩浆弧铜金多金属成矿带的冲江—甲马亚带中，区内广泛发育燕山—喜山早期岛弧型火山岩、碎屑岩和碳酸盐岩，重熔、同熔型钙碱性岩浆杂岩，以及新生代碰撞后期生成的花岗斑岩等，具有火山弧→弧内盆地－岩浆弧等构造演化序次和时空叠加特点和与之相关但性质各异的热液流体蚀变和成矿作用，生成了相互关联且各具特色的矿化，积聚了巨大的矿产资源潜力。本区中－晚侏罗世火山弧阶段，以钙碱性火山岩系列组合为主，具多个火山－沉积韵律旋回，火山热液蚀变和矿化较广泛，如驱龙南火山喷流－热液型铜多金属矿，矿体呈似层状产于火山岩中，长70～1000m，厚10～50m，脉石矿物以石榴石、透辉石、符山石等为主，矿石矿物有黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、方铅矿和闪锌矿等；晚侏罗—白垩世弧内盆地阶段，堆积了巨厚的碎屑岩－碳酸盐岩层，成矿作用有海底热水喷流特点，如甲马铜多金属矿床，矿体呈似层状产于碳酸盐岩与上覆砂板岩之间的透辉石、斜长石矽卡岩中，矿体长，平均厚，潜在铜资源量达200万t，成矿作用与海底热水喷流、交代作用有关；白垩—新近纪岩浆弧阶段，大量中酸性岩基、岩株侵位于盆地中，与岩浆活动相关的热液流体蚀变、矿化作用广泛，如驱龙斑岩铜矿，矿化主要见于花岗闪长斑岩中，岩体呈小岩株状，出露面积约，岩体蚀变强烈，分带明显，从中心向外依次为石英－绢云母化带、高岭土－绢云母化带及青盘岩化带等，主要矿物有黄铜矿、斑铜矿和辉钼矿等。
遥感异常信息提取用137/39景数据（彩版附图14（9）），同时处理了两个时相的数据。效果评估准则是：①从多时相数据中提取异常的稳定性；②异常表征已知矿床、矿田的能力；③异常空间分布的规律性。3种方法提取的异常对比结果表明，主分量分析法提取的异常无论在异常的稳定性、分布规律性及与已知矿床、矿田对比性方面，均极大地优于比值法提取结果；光谱角填图法提取的异常，其“三性”稳定程度与参考光谱的选取有密切关系，科学地选取有代表性（波谱涵盖范围）的参考光谱是取得与其他方法之间可比性的关键。此外，甘甫平等[10]在驱龙地区，利用EO-1高光谱成像遥感数据开展的蚀变矿物提取，获得了高铝绢云母、低铝绢云母、高岭石、绿泥石＋孔雀石化等4种矿物异常，这为我们提供了对比不同类型数据、不同方法提取效果的机会。二者相比，除大片出现在阴影区的绿泥石＋孔雀石化在我们的图中没有对应的异常显示外，前3种蚀变矿物异常区均与我们利用主分量分析和光谱角法从ETM＋数据中提取的异常区基本相似，其差异主要表现为，前者提取的是单矿物分布，后者提取的是蚀变矿物的集合体异常。
本景遥感异常提取的效果仅从驱龙和甲马两个异常群的找矿前景就可见一斑。驱龙异常群呈东西走向的带状分布，长约15km宽约5km，全区铁染异常极为发育，羟基异常多呈斑块状叠置于其上。在已圈定的6个异常中，多数具有从中心向四周、从羟基到铁染、场强从强到弱逐步过渡的特点。其中，4、5号异常是目前正在勘探的斑岩铜矿区：1号异常呈北西走向，中部已证实有岩石蚀变，推测两端可能有斑岩体隐伏；2号异常西部及3号、6号异常，深部均可能有斑岩体。全区经光谱角法检测可知，不仅甲马型异常特征显著，而且1、3、5、6号异常均有驱龙斑岩铜矿区（4号异常）蚀变波谱特征。根据本区异常带规模、结构特征和铁染异常强大等推测，该异常群具有寻找大型斑岩型和热液型矿的前景。甲马异常群有5个异常组成，其中1号异常位于甲马铜多金属矿体上方，异常辅呈南北向，长，宽，铁染、羟基异常紧密相伴，前者异常强大，连续完整，后者的高强度异常呈斑块状叠置于铁染之上，形成4个强羟基蚀变中心。根据已知矿体及含矿矽卡岩带上遥感异常显示仅为不多的散点，异常的轴向与已知矿体倾向之间呈450夹角，以及异常规模巨大，具有斑岩型和热液型双重结构特征等推断，该异常形成时间应晚于甲马铜多金属矿，异常区深部可能有呈南北向带状侵位的斑岩体和历经数次的热液活动，甲马已知铜多金属矿深部矿体可能已被岩体侵入和热液活动强烈改造，据此推测该区可能是一个寻找大型富矿的远景区。
6结论和建议
（1）模型一、二试验及137/39景应用实例证明，以寻找大型、特大型矿为目的的遥感异常“遥感扫面”工作方法，应以主分量分析法为主，以光谱角法为辅；
（2）经模型三试验可初步认为，PCA的遥感异常检出限（蚀变岩所占像素比例）优于千分之一，但这一问题尚待进一步研究；
（3）ETM＋与高光谱分析结果的高度吻合，增强了利用ETM＋数据进行遥感异常快速扫面的信心；
（4）为了便于交流，建议对有关方法和异常的代号作如下规定：
遥感异常RSA（Remote Sensing Anomaly）
羟基异常OHA（Hydroxylate Anomaly）
铁染异常FCA（Ferric Contamination Anomaly）
主分量分析PCA（Principal Component Analysis）
光谱角制图SAM（Spectral Angle Mapper）
比值法RM（Ratio Method）
背景BG（Background）
灰度GS（Grey Scale）
参考文献
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THE METHODS FOR EXTRACTION OF ALTERATION ANOMALIES FROM THE ETM+（TM）DATA AND THEIR APPLICATION:METHOD SELECTION AND TECHNOLOGICAL FLOW CHART
Zhang Yu jun,Zeng Zhao ming,Chen Wei
（China Aero Geophysical Survey andRemote Sensing Center for Landand Resources,Beijing100083,China）
Abstract: This is the second paper among the serial articles on the new parameter for the prediction of the mineral resources: alteration RS RM（Ratio Method）, SAM（Spectral Angle Mapper）and PCA（Principle Component Analysis）were compared with each other by the analysis of their principles and by the model was selected as the main method and SAM as the supplementary essential concepts of the error theory were standard deviation σ was used as the measurefor anomaly flow chart“De-interfered Anomalous Principal Component Thresholding Technique”was practical application example for Qulong-Jiama anomaly group in Tibet was given in comparison with the hyperspectral results.
Key words: PCA；SAM；RM；Quantitative measure of anomaly slicing；Thresolding
原载《国土资源遥感》，2003,。
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原子吸收光谱法在环境常规监测中的应用 西南科技大学分析测试中心 张伟〔摘要〕原子吸收光谱分析法(AAS)在环境分析化学中广泛使用。本文简述了近年来AAS在环境常规监测中的应用进展。〔关键词〕原子吸收光谱法环境监测应用原子吸收光谱法（AAS），因其灵敏度高、干扰小、精密度高、准确性好及分析速度快、测试范围广等诸多优点，在环境分析化学中广泛使用。20世纪80年代末，国家环保局在《环境监测技术规范》中的地表水和废水、大气和废气、生物测定部分，就将原子吸收光谱法列为《环境监测技术规范》中有关金属元素的标准分析方法。1.水环境监测适时地对地表水质量现状及发展趋势进行评价，对生产和生活设施所排废水进行监视性监测是常规环境监测的两项基本任务。原子吸收光谱分析主要应用于水环境中重金属的监测。龙先鹏[1]采用火焰原子吸收光谱法直接测定水中微量铜、铅、锌、镉元素的含量，在范围内，被测元素浓度与吸光度呈线性关系，相关系数不小于；最低检出限分别为、、、，相对标准偏差分别为、、、；该方法对标准样品的测试结果与国家标准方法基本一致，相对偏差均不大于。张美月等[2]以二乙胺基二硫代甲酸钠为配位剂、Triton X-114为表面活性剂，采用浊点萃取-火焰原子吸收光谱法测定水样中的痕量镉，检测限为μg/L，富集倍数为55，加标回收率为98%-102%；分离富集方法简单、安全、快捷，结果令人满意。陆九韶等[3]利用Al3+与Cu(Ⅱ)-EDTA发生定量交换反应，通过测定水相残余铜，从而间接测定水和废水中的铝。在线富集是原子吸收光谱检测分析发展的热点之一。高甲友[4]用含黄原脂棉的微型柱对试样中的Cd2+在线富集、盐酸洗脱后，采用火焰原子吸收光谱法在线测定水中的镉离子。富集50 mL溶液时此方法灵敏度可提高68倍。陈明丽等[5]用溴化十六烷基三甲胺(HDTMAB)改性的天然斜发沸石微填充柱，建立了顺序注射在线分离富集电热原子吸收法测定水中Cr(Ⅵ)及铬形态分布的方法；测定铬的检出限达到μg/L，精密度。用本法测定标准水样GBW08608中的铬，所得结果与标准值相符。冷家峰等[6]对螯合树脂富集-火焰原子吸收光谱法测定天然水体中痕量铜和锌的在线富集条件、干扰因素等进行研究,在线富集倍数达到两个数量级，在灵敏度与石墨炉原子吸收光谱法相当情况下，提高了测定准确度。痕量金属元素化学形态的分析比单纯元素的分析要复杂、困难得多，除要求测定方法灵敏度高、选择性好外，还要求分离效能高。联用技术，特别是色谱-原子吸收光谱联用，综合了色谱的高分离效率与原子吸收光谱检测的专一性的优点，是解决这一问题的有效手段。刘华琳等[7]自行设计了一种紫外在线消解氢化物发生接口，并将高效液相色谱-紫外在线消解-氢化物发生原子吸收联用仪器(HPLC-UV-HGAAS)用于砷的形态分析，以砷甜菜碱、砷胆碱、亚砷酸盐(As(Ⅲ))及砷酸盐(As(V))等进行了分离测定，实现了将分离后不能直接用于氢化物发生的大分子，通过紫外“在线”消解成小分子砷化合物的目的。李勋等[8]采用电化学氢化物发生与原子吸收光谱联用技术有效地实现了无机砷的形态分析。在电流为 A和1A条件下，As(III)和As(V)在0-40μg/L浓度范围内均呈良好的线性关系。As(III)和As(V)检出限分别为μg/L和μg/L；该方法成功应用于食用鲜牛奶中无机砷的形态分析。2.土壤、底泥和固体物分析景丽洁等[9]采用微波消解法预处理待测土壤，火焰原子吸收分光光度法测定污染土壤消解液中的锌、铜、铅、镉、铬5种重金属。土壤中锌、铜、铅、镉、铬的相对标准偏差分别为、、、和。方法简便、灵敏、准确，适用于污染土壤中重金属含量的测定。卢卫[10]采用悬浮液进样平台石墨炉原子吸收法测定土壤的痕量汞，精密度为，检出限达到×10-12g。宫青宇[11]采用直接固体进样、添加基体改进剂技术测定土壤中重金属铅含量，避免了土壤中复杂基体的影响，实现了土壤样品中铅的快速分析。王北洪等[12]采用了“硝酸-氢氟酸-过氧化氢”三酸消化体系和密封高压消解罐法对土壤样品进行消化，以原子吸收光谱法测定其中的铜、锌、铅、铬、镉。结果表明：采用该法测定土壤中的重金属时，测定结果准确可靠，实验条件易于控制，能够满足环境监测分析的要求，可以作为一种可行的土壤重金属元素分析方法。程滢等[13]把河流底泥经过氢氟酸和高氯酸消化，用火焰原子吸收法测定其中的铜，获得较好的结果。王畅等[14]利用流动注射系统中串联的阴、阳离子交换微型柱分离、NH4NO3+抗坏血酸和H2SO4两种洗脱液同时逆向洗脱，实现了对底泥可利用态铬中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)同时在线分离和原子吸收光谱法测定。在交换时间2 min，洗脱50 s，Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)回收率分别为和。此法对实际样品中不同价态铬进行测定，铬回收率可达95%。Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的检出限和最大相对标准偏差分别为μg/L、和μg/L、。王霞等[15]用冷原子吸收光谱法测定固体废物浸出液中的汞含量，检出限为μg/L，回收率在91%-101%之间。方法简便快速，线性范围宽。3.大气环境质量监测邹晓春等[16]以微孔滤膜采样、钯或镍作改进剂，用石墨炉原子吸收光谱法测定居住区大气中硒，检出限为，线性范围为0-50ng/mL，回收率；其中砷对测定硒有一定干扰，其它金属元素对测定无干扰。邹晓春在此基础上又对居住区大气中的镍进行了测定，检出限为 ng/mL，线性范围为0-35 ng/mL，回收率为，其他金属元素对测定镍未见明显干扰[17]。冯新斌等[18]对原有的光谱仪器进行简单改装，建立了两次金汞齐-冷原子吸收光谱法测定大气中的微量气态总汞的方法，检出限达到；100μL饱和汞蒸气连续测定结果表明其相对标准偏差<。在汞量范围内标准工作曲线线性关系良好。并且运用该法，对贵州省万山汞矿、丹寨汞矿、清镇汞污染农田、省农科院和中国科学院地球化学研究所等地大气气态总汞进行了测定。综上所述，原子吸收光谱法在环境监测分析中应用取得了不少成果，但在应用范围上还有待扩大，如在污染物的化学形态研究上尚待深入等。总之，随着环境监测事业的发展，原子吸收光谱法因具有其它方法所不能比拟的优势，必将在环境化学分析中展现广阔的应用前景。参考文献〔1〕龙先鹏.火焰原子吸收分光光度法直接测定水中微量铜、铅、锌、镉〔J〕.化学分析计量,2008,17(1):53-54.〔2〕张美月,李越敏,杜新等.浊点萃取-火焰原子吸收光谱法测定水样中的痕量镉〔J〕.河北大学学报(自然科学版),2009,29(4)：407-411.〔3〕陆九韶,覃东立,孙大江等.间接火焰原子吸收光谱法测定水和废水中铝〔J〕.环境保护科学,2008,34(3)：111-113.〔4〕高甲友.流动注射在线富集-火焰原子吸收光谱法测定水中痕量镉〔J〕.冶金分析,2007,27(1)：61-63.〔5〕陈明丽,邹爱美,仲崇慧等.改性沸石填充柱在线分离富集电热原子吸收法测定水中铬(Ⅵ)及铬的形态分布〔J〕.分析科学学报,2007,23(6)：627-630.〔6〕冷家峰,高焰,张怀成等.在线鳌合树脂富集火焰原子吸收光谱法测定天然水体中铜和锌〔J〕.理化检验-化学分册,2005,41(8)：556-560.〔7〕刘华琳,赵蕊,韦超等.高效液相色谱-在线消解-氢化物发生原子吸收光谱联用技术〔J〕.分析化学,2005,33(11)：1522-1526.〔8〕李勋,戚琦,薛珺等.电化学氢化物发生与原子吸收光谱联用对鲜牛奶中无机砷的形态分析〔J〕.食品研究与开发,2007,28(11)：121-123.〔9〕景丽洁,马甲.火焰原子吸收分光光度法测定污染土壤中5种重金属〔J〕.中国土壤与肥料,2009,(1)：74-77.〔10〕卢卫.悬浮液进样平台石墨炉原子吸收法测定土壤中痕量汞〔J〕.化学工程与装备,2009,(3)：100-101.〔11〕宫青宇.直接固体进样-石墨炉原子吸收法测定土壤中铅含量〔J〕.内蒙古科技与经济,2009,6：69.〔12〕王北洪,马智宏,付伟利.密封高压消解罐消解-原子吸收光谱法测定土壤重金属〔J〕.农业工程学报,2008,24():255-259.〔13〕程滢,张莘民.火焰原子吸收分光光度法测定鱼内脏及河流底泥中的铜〔J〕.环境监测管理与技术,2003,15(2)：28-30.〔14〕王畅,谢文兵,刘杰等.流动注射分离-原子吸收光谱法测定底泥中生物可利用态Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ〔)J〕.分析化学,2007,35(3)：451-454.〔15〕王霞,张祥志,陈素兰等.冷原子吸收光谱法测定固体废物浸出液中汞〔J〕.光谱实验室,2008,25(5)：981-984.〔16〕邹晓春,李红华,徐小作.居住区大气中硒的原子吸收光谱法研究〔J〕.现代预防医学,2004,31(6)：879-880.〔17〕邹晓春.石墨炉原子吸收光谱法测定居住区大气中镍〔J〕.职业与健康,2000,16(6)：36-37.〔18〕冯新斌,鸿业汤,朱卫国.两次金汞齐-冷原子吸收光谱法测定大气中的微量气态总汞〔J〕.中国环境监测,1997,13(3)：9-11.
上海交大2013年12月3日查询结果： 光学类期刊2013年SCIE收录的有两本，为Chinese Optics Letters 和 光谱学与光谱分析，但由于光谱学与光谱分析的自引率过高，被警告，所以近几年并没有IF，但还是有两本的。 EI期刊的话2013年收录的共有10本，1、Chinese Optics Letters 2、Optoelectronics Letters 3、发光学报 4、光谱学与光谱分析 5、光学精密工程 6、光学学报 7、光电子.激光 8、红外与激光工程 9、强激光与粒子束 10、中国激光 满意回答，还望采纳，如有疑问，请追问
SCI没有收录《光谱学与光谱分析》，收录的是SCI-E（收录SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS《光谱学与光谱分析》中文版），即：SCI网络版收录的有《光谱学与光谱分析》。
期刊名称:光谱学与光谱分析GUANGPUXUE YU GUANGPU FENXISPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSISSPECTROSC SPECT ANALGUANG PU XUE YU GUANG PU FEN XISPECTROSC. SPECTR. ANALKuang P'U Hsueh Yu Kuang P'U Fen HsiSpectroscopy and Spectral Analysis1000-0593GYGFED同行评议:是 本刊收录在： Ei Compendex (2013年) 本刊收录在： Ei Compendex (2015年) 本刊收录在： MEDLINE(2011年) 本刊收录在Web of Science： SCIE(2012版) 本刊收录在Web of Science： SCIE(2013版) 本刊收录在Web of Science： SCIE(2016版) 本刊收录在： 中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊(2009-2010)CSCD核心库(C) 本刊收录在： 中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊库(2013-2014)CSCD核心库(C) 本刊收录在： 中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊核心库(2011-2012) 本刊收录在： 中国科技期刊引证报告(2013年版)《引证报告》2013年版影响因子: 本刊收录在： 中国科技期刊引证报告(2014年版)《引证报告》2014年版影响因子: 本刊收录在： 中国科技期刊引证报告(2015年版)《引证报告》2015年版影响因子： 本刊收录在： 中文核心期刊要目总览(2008年版)排序：物理 - 第14位 本刊收录在： 中文核心期刊要目总览(2011年版)排序：物理类 - 第12位 本刊收录在： 中文核心期刊要目总览(2014年版)排序：物理 - 第 9 位 点击: 查看SCI影响因子(2014)Impact Factor: , Rank: 8147 主题分类:Earth Sciences: GeochemistryEarth Sciences: GeologyO4：物理: O4：物理Physics: General and Others
可以告诉我们在光合作用中有哪些光被吸收转化利用
[编辑本段]1. 光合作用的基本概念 中文解释光合作用（Photosynthesis）是植物、藻类利用叶绿素和某些细菌利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水（细菌为硫化氢和水）转化 为有机物，并释放出氧气（细菌释放氢气）的生化过程。植物之所以被称为食物链的生产者，是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。通过食用，食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量，效率为10%～20%左右。对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是它们赖以生存的关键。而地球上的碳氧循环，光合作用是必不可少的。 英文描述Photosynthesis is the conversion of energy from the Sun to chemical energy (sugars) by green plants. The "fuel" for ecosystems is energy from the Sun. Sunlight is captured by green plants during photosynthesis and stored as chemical energy in carbohydrate molecules. The energy then passes through the ecosystem from species to species when herbivores eat plants and carnivores eat the herbivores. And these interactions form food chains． [编辑本段]2. 光合作用的基本原理光合作用可分为光反应和暗反应（又叫碳反应）两个阶段。 光反应条件：光照、光合色素、光反应酶。场所：叶绿体的类囊体薄膜。过程：①水的光解：2H2O→4[H]+O2↑(在光和叶绿体中的色素的催化下）。②ATP的合成：ADP+Pi→ATP（在光、酶和叶绿体中的色素的催化下）。影响因素：光照强度、CO2浓度、水分供给、温度、酸碱度等。意义：①光解水，产生氧气。②将光能转变成化学能，产生ATP，为暗反应提供能量。③利用水光解的产物氢离子，合成NADPH，为暗反应提供还原剂NADPH。 暗反应暗反应的实质是一系列的酶促反应。 条件：暗反应酶。场所：叶绿体基质。影响因素：温度、CO2浓度、酸碱度等。 过程：不同的植物，暗反应的过程不一样，而且叶片的解剖结构也不相同。这是植物对环境的适应的结果。暗反应可分为C3、C4和CAM三种类型。三种类型是因二氧化碳的固定这一过程的不同而划分的。对于最常见的C3的反应类型，植物通过气孔将CO2由外界吸入细胞内，通过自由扩散进入叶绿体。叶绿体中含有C5。起到将CO2固定成为C3的作用。C3再与NADPH及ATP提供的能量反应，生成糖类（CH2O）并还原出C5。被还原出的C5继续参与暗反应。光合作用的实质是把CO2和H2O转变为有机物（物质变化）和把光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中的稳定的化学能（能量变化）。 [编辑本段]3. 光合作用的详细机制植物利用阳光的能量，将二氧化碳转换成淀粉，以供植物及动物作为食物的来源。叶绿体由于是植物进行光合作用的地方，因此叶绿体可以说是阳光传递生命的媒介。 原理 植物与动物不同，它们没有消化系统，因此它们必须依靠其他的方式来进行对营养的摄取。就是所谓的自养生物。对于绿色植物来说，在阳光充足的白天，它们将利用阳光的能量来进行光合作用，以获得生长发育必需的养分。 这个过程的关键参与者是内部的叶绿体。叶绿体在阳光的作用下，把经有气孔进入叶子内部的二氧化碳和由根部吸收的水转变成为淀粉，同时释放氧气 注意事项上式中等号两边的水不能抵消，虽然在化学上式子显得很特别。原因是左边的水，是植物吸收所得，而且用于制造氧气和提供电子和氢离子。而右边的水分子的氧原子则是来自二氧化碳。为了更清楚地表达这一原料产物起始过程，人们更习惯在等号左右两边都写上水分子，或者在右边的水分子右上角打上星号。 光反应和暗反应请参见本词条的“基本原理”栏目。 吸收峰 叶绿素a,b的吸收峰叶绿素a、b的吸收峰过程：叶绿体膜上的两套光合作用系统：光合作用系统一和光合作用系统二，（光合作用系统一比光合作用系统二要原始，但电子传递先在光合系统二开始）在光照的情况下，分别吸收680nm和700nm波长的光子（以蓝紫光为主，伴有少量红色光），作为能量，将从水分子光解过程中得到电子不断传递，（能传递电子得仅有少数特殊状态下的叶绿素a) 最后传递给 辅酶二 NADP+。而水光解所得的氢离子则因为顺浓度差通过类囊体膜上的蛋白质复合体从类囊体内向外移动到基质，势能降低，其间的势能用于合成ATP，以供暗反应所用。而此时势能已降低的氢离子则被氢载体NADP+带走。一分子NADP+可携带两个氢离子,NADP +2e- +H+ =NADPH .还原性辅酶二 DANPH则在暗反应里面充当还原剂的作用。 有关化学方程式H20→2H+ 1/2O2（水的光解） NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（递氢） ADP+Pi→ATP （递能） CO2+C5化合物→2C3化合物（二氧化碳的固定） 2C3化合物→（CH2O）+ C5化合物（有机物的生成或称为C3的还原）ATP→ADP+PI（耗能）能量转化过程：光能→不稳定的化学能（能量储存在ATP的高能磷酸键）→稳定的化学能（糖类即淀粉的合成）注意：光反应只有在光照条件下进行，而只要在满足暗反应条件的情况下暗反应都可以进行。也就是说暗反应不一定要在黑暗条件下进行。 光反应阶段和暗反应阶段的关系①联系：光反应和暗反应是一个整体，二者紧密联系。光反应是暗反应的基础，光反应阶段为暗反应阶段提供能量（ATP）和还原剂（【H】），暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料。②区别：（见下表） 项目光反应暗反应 实质光能→ 化学能，释放O2同化CO2形成（CH2O)（酶促反应）时间短促，以微秒计较缓慢 条件需色素、光和酶不需色素和光，需多种酶场所在叶绿体内囊状结构薄膜上进行在叶绿体基质中进行物质转化2H2O→4[H]+O2↑(在光和叶绿体中的色素的催化下） ADP+Pi→ATP（在光、酶和叶绿体中的色素的催化下）CO2+C5→2C3（在酶的催化下）C3+【H】→（CH2O）+ C5（在酶和ATP的催化下）能量转化叶绿素把光能转化为活跃的化学能并储存在ATP中ATP中活跃的化学能转化变为糖类等有机物中稳定的化学能[编辑本段]4. 光合作用的要点解析 光合色素和电子传递链组分 光合色素 类囊体中含两类色素：叶绿素和橙黄色的类胡萝卜素，通常叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3:1，chla与chlb也约为3:1， 在许多藻类中除叶绿素a,b外，还有叶绿素c,d和藻胆素，如藻红素和藻蓝素；在光合细菌中是细菌叶绿素等。叶绿素a,b和细菌叶绿素都由一个与镁络合的卟啉环和一个长链醇组成，它们之间仅有很小的差别。类胡萝卜素是由异戊烯单元组成的四萜，藻胆素是一类色素蛋白，其生色团是由吡咯环组成的链，不含金属，而类色素都具有较多的共轭双键。全部叶绿素和几乎所有的类胡萝卜素都包埋在类囊体膜中，与蛋白质以非共价键结合，一条肽链上可以结合若干色素分子，各色素分子间的距离和取向固定，有利于能量传递。类胡罗卜素与叶黄素能对叶绿素a,b启一定的保护作用。几类色素的吸收光谱不同，叶绿素a,b吸收红，橙，蓝，紫光，类胡罗卜素吸收蓝紫光，吸收率最低的为绿光。特别是藻红素和藻蓝素的吸收光谱与叶绿素的相差很大，这对于在海洋里生活的藻类适应不同的光质条件，有生态意义。 集光复合体（light harvesting complex） 由大约200个叶绿素分子和一些肽链构成。大部分色素分子起捕获光能的作用，并将光能以诱导共振方式传递到反应中心色素。因此这些色素被称为天线色素。叶绿体中全部叶绿素b和大部分叶绿素a都是天线色素。另外类胡萝卜素和叶黄素分子也起捕获光能的作用，叫做辅助色素。 光系统Ⅱ（PSⅡ） 吸收高峰为波长680nm处，又称P680。至少包括12条多肽链。位于基粒于基质非接触区域的类囊体膜上。包括一个集光复合体（light-hawesting comnplex Ⅱ，LHC Ⅱ）、一个反应中心和一个含锰原子的放氧的复合体（oxygen evolving complex）。D1和D2为两条核心肽链，结合中心色素P680、去镁叶绿素（pheophytin）及质体醌（plastoquinone）。 细胞色素b6/f复合体（cyt b6/f complex）可能以二聚体形成存在，每个单体含有四个不同的亚基。细胞色素b6（b563）、细胞色素f、铁硫蛋白、以及亚基Ⅳ（被认为是质体醌的结合蛋白）。 光系统Ⅰ（PSI） 能被波长700nm的光激发，又称P700。包含多条肽链，位于基粒与基质接触区和基质类囊体膜中。由集光复合体Ⅰ和作用中心构成。结合100个左右叶绿素分子、除了几个特殊的叶绿素为中心色素外外，其它叶绿素都是天线色素。三种电子载体分别为A0（一个chla分子）、A1（为维生素K1）及3个不同的4Fe-4S。 光反应与电子传递P680接受能量后，由基态变为激发态（P680*），然后将电子传递给去镁叶绿素（原初电子受体），P680*带正电荷，从原 绿叶是光合作用的场所初电子供体Z（反应中心D1蛋白上的一个酪氨酸侧链）得到电子而还原；Z+再从放氧复合体上获取电子；氧化态的放氧复合体从水中获取电子，使水光解。 2H 2O→O2 + 2【2H】+ 4e- 在另一个方向上去镁叶绿素将电子传给D2上结合的QA，QA又迅速将电子传给D1上的QB，还原型的质体醌从光系统Ⅱ复合体上游离下来，另一个氧化态的质体醌占据其位置形成新的QB。质体醌将电子传给细胞色素b6/f复合体，同时将质子由基质转移到类囊体腔。电子接着传递给位于类囊体腔一侧的含铜蛋白质体蓝素（plastocyanin，PC）中的Cu2+，再将电子传递到光系统Ⅱ。 P700被光能激发后释放出来的高能电子沿着A0→ A1 →4Fe-4S的方向依次传递，由类囊体腔一侧传向类囊体基质一侧的铁氧还蛋白（ferredoxin，FD）。最后在铁氧还蛋白-NADP还原酶的作用下，将电子传给NADP+，形成NADPH。失去电子的P700从PC处获取电子而还原。 以上电子呈Z形传递的过程称为非循环式光合磷酸化，当植物在缺乏NADP+时，电子在光系统内Ⅰ流动，只合成ATP，不产生NADPH，称为循环式光合磷酸化。 光合磷酸化一对电子从P680经P700传至NADP+，在类囊体腔中增加4个H+，2个来源于H2O光解，2个由PQ从基质转移而来，在基质外一个H+又被用于还原 NADP+，所以类囊体腔内有较高的H+（pH≈5，基质pH≈8），形成质子动力势，H+经ATP合酶，渗入基质、推动ADP和Pi结合形成ATP。 ATP合酶，即CF1-F0偶联因子，结构类似于线粒体ATP合酶。CF1同样由5种亚基组成α3β3γδε的结构。CF0嵌在膜中，由4种亚基构成，是质子通过类囊体膜的通道。 卡尔文原理卡尔文循环（Calvin Cycle）是光合作用的暗反应的一部分。反应场所为叶绿体内的基质。循环可分为三个阶段: 羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生。大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过一种叫二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上。此过程称为二氧化碳的固定。这一步反应的意义是，把原本并不活泼的二氧化碳分子活化，使之随后能被还原。但这种六碳化合物极不稳定，会立刻分解为两分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸。后者被在光反应中生成的NADPH+H还原，此过程需要消耗ATP。产物是3-磷酸丙糖。后来经过一系列复杂的生化反应，一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环。剩下的五个碳原子经一些列变化，最后在生成一个1，5-二磷酸核酮糖，循环重新开始。循环运行六次，生成一分子的葡萄糖。 C3类植物 二战之后，美国加州大学伯利克分校的马尔文·卡尔文与他的同事们研究一种名叫Chlorella的藻，以确定植物在光合作用中如何固定CO2。此时C14示踪技术和双向纸层析法技术都已经成熟，卡尔文正好在实验中用上此两种技术。 他们将培养出来的藻放置在含有未标记CO2的密闭容器中，然后将C14标记的CO2注入容器，培养相当短的时间之后，将藻浸入热的乙醇中杀死细胞，使细胞中的酶变性而失效。接着他们提取到溶液里的分子。然后将提取物应用双向纸层析法分离各种化合物，再通过放射自显影分析放射性上面的斑点，并与已知化学成份进行比较。 卡尔文在实验中发现，标记有C14的CO2很快就能转变成有机物。在几秒钟之内,层析纸上就出现放射性的斑点,经与一直化学物比较，斑点中的化学成份是三磷酸甘油酸（3-phosphoglycerate，PGA），是糖酵解的中间体。这第一个被提取到的产物是一个三碳分子， 所以将这种CO2固定途径称为C3途径,将通过这种途径固定CO2的植物称为C3植物。后来研究还发现，CO2固定的C3途径是一个循环过程,人们称之为C3循环。这一循环又称卡尔文循环。 C3类植物，如米和麦，二氧化碳经气孔进入叶片后，直接进入叶肉进行卡尔文循环。而C3植物的维管束鞘细胞很小，不含或含很少叶绿体，卡尔文循环不在这里发生。
色素：叶绿素和橙黄色的类胡萝卜素，叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3 : 1，而叶绿素a（chl a）与叶绿素b（chl b）的比例也约为3 : 1。
颜色：叶绿素a 蓝绿色、叶绿素b黄绿色 、胡萝卜素橙黄色。
吸收光谱：叶绿素b吸收红光,其余吸收蓝紫光。
绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程主要包括光反应、暗反应两个阶段， 涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。
扩展资料
光反应阶段的特征是在光驱动下水分子氧化释放的电子通过类似于线粒体呼吸电子传递链那样的电子传递系统传递给NADP+，使它还原为NADPH。电子传递的另一结果是基质中质子被泵送到类囊体腔中，形成的跨膜质子梯度驱动ADP磷酸化生成ATP。
暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用，使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。
光合作用的过程是一个比较复杂的问题，从表面上看，光合作用的总反应式似乎是一个简单的氧化还原过程，但实质上包括一系列的光化学步骤和物质转变问题。
根据现代的资料，整个光合作用大致可分为下列3大步骤：原初反应，包括光能的吸收、传递和转换；电子传递和光合磷酸化，形成活跃化学能（ATP和NADPH）；碳同化，把活跃的化学能转变为稳定的化学能（固定CO2，形成糖类）。
在介绍光合作用反应过程前，对光合作用过程中涉及的光合色素及光系统进行一定的了解是必要的。
参考资料来源：百度百科-光合作用
我按提取色素的顺序:胡萝卜素:橙黄色叶黄素:黄色叶绿素a:蓝绿色叶绿色b:黄绿色除叶绿素b吸收红光,其余吸收蓝紫光
电气工程自动化工程控制体系则是社会工业化发展的关键,是其应用和功能表达的按钮和键盘 。下文是我为大家搜集整理的关于电气工程自动化专科毕业论文的内容，欢迎大家阅读参考! 电气工程自动化专科毕业论文篇1 探讨电气自动化在电气工程中的发展趋势 [摘要] 随着我国社会主义市场经济的进步和发展，电气自动化技术的发展越来越成熟，在电气工程中的运用越来越广泛。电气自动化技术在电气工程中的应用，对促进电气工程的发展，推动我国的经济建设有着非常重要的作用。本文论述电气自动化控制系统的设计理念和发展趋势来将电气自动化应用到电气工程中，并作相应的分析。 [关键词] 电气自动化;电气工程;设计理念;发展趋势;应用 1 电气工程以及电气自动化的概念 电气工程(Electrical Engineering，简称EE)是当今高新技术领域中举足轻重的关键学科之一，更是现代科学研究领域中的热门学科。最成功的例子就是电子通信技术的巨大进步推动了以计算机网络为中心的信息时代的蓬勃发展，并且在根本上改变了人们的工作和生活模式。从某些层次上来讲，电气工程的发达程度甚至可以代表一个国家的科技进步水平。 电气自动化(Electrical Automation)的专业全称一般为电气工程及其自动化，其应用范围涉及各行各业，小到电气开关的设计，大到科技航天的研究，到处都有它的身影。电力的发展是促进生产和提高人民生活水平的重要物质基础，随着电力应用的不断发展和深化，新时代背景下的电气自动化进程了国民经济和人民生活现代化的重要标志。 2 电气自动化控制系统在电气工程中的设计理念 利用集中监控式设计理念在电气工程中的应用 运用集中式监控方式的特点在于在电气工程中的运行维护很是方便，爱控制站上要求不是很高，在系统设计上比较容易。而且它是将系统中的各项功能集中到一个处理器中来进行处理工作的，而处理器的任务是相当的繁重的，处理的速度严重受到影响。而我们了解到电气设备进入到监控时，监控对象的大量增加是随之来的将是主机的冗余的下降的趋势，电缆方面的数量也是在加大的，投资上也有明显的加大，长距离的电缆的引入将会影响到系统上的可靠性。同时隔离刀闸上的操作闭锁还有断路器上的联锁都是采用的硬接线，然而隔离刀闸上的辅助接点经常会出现接点不到位的现象，这样就会造成电气工程中的设备无法进行操作。这种接线的二次接线是相当的复杂的，会出现检查线时不方便，在维护量上也大大的增加，还存在着检查线或传动过程中由于接线上的复杂而造成操作上失误的可能性等等，所以说集中监控方式也是在电气工程中运用比较广泛的。 利用远程监控式设计理念在电气工程中的应用 远程监控方式在电气工程中具有在电缆上可节约大量的增加数;还可以节省安装上的费用问题;在材料上也可节约很多;同时还具有组态灵活和可靠性上高的特点。但是由于电气工程中各种现场的总线的通讯速度不是很高，而电气电厂中的通讯量又是很大，所以远程监控方式适合运用在电气工程中较小的系统监控，不太适合面对全长的电气自动化系统控制的构建。 利用现场总线监控式设计理念在电气工程中的应用 在当今社会，已普遍应用于电气工程自动化系统的有现场总线、以太网等计算机网络技术，同时也累计了很多的运行丰富经验，这样就使电气自动化设备也有了较快的发展，这都是为了电气自动化系统可以再电气工程中的应用奠定了基础。而现场总线监控可以使系统设计有针对性，对于不同的间隔采用不同的功能，这样就可以根据间隔的情况来设计。采用这种监控方式除了这些优点外还具有远程监控方式的优点，同时还可以在隔离设备、模拟量、端子柜等等方面上也有少量的减少，而且电气智能设备是就地安装的，与监控系统是通过通讯设备连接的，可以节省了电缆的大量运用，还节约了过多的投资和安装维护上的工作量，进而减少了成本。还有就是各个装置的功能都是相对独立的，是通过网络来进行连接的，网络的组态是非常的灵活，使整个网络系统的可靠性有所提高，而任何的一个装置的故障仅仅的影响相应的元件，这样就不会导致系统上的瘫痪问题。因此，现场总线监控方式在电气工程中应用最多也是最好的一项，同时也是发展电气自动化的前景方向。 3 电气自动化技术在电气工程中的应用分析 电气工程中电网调度的自动化 由电网调度中心的服务器、大屏幕显示器、工作站以及相应的计算机网络等共同组成的称之为电网调度的自动化系统。而实现自动化的表现方式是通过电力系统上专用的局域网将其处于在调度范围内的夏季电网调度中心、发电厂以及测量的控制设备等变电站终端实现有效连接。由此我们可以知道，将电气自动化技术应用在电气工程中有着很重要的作用，主要就是能过实现实时评估电力系统的运行状态，并根据所积累的数据来对电力负荷进行预测，故而在此基础上将发电控制和经济调度实现自动化，但是这样的一个要求只有在省级以上的电网才给予要求。电力系统在运行的过程中要实现实时的进行数据上的采集和处理，并根据数据进行监控，且在数据支持的情况下对电网的运行状态和安全进行掌握，使其能够很好的适应现代电力市场的运营需求。 电气工程中发电厂分散测控系统 电气工程中发电厂分散测控系统在实际的应用过程中一般采用的是分层分布的结构，其组成是由以太网、远行人员工作站、过程控制单元以及高速数据通讯网等等方面。而这里说的远程控制单元就是由只能做输入和输出的模件与可冗余配置上的主控模件一起共同组合而成，且主控模件又是通过冗余智能上的输入与输出和总线上的输入与输出来进行通讯的。其中过程控制单元是可以直接用于生产运行过程中的，并且直接接受热电偶、热电阻、开关量和现场变送器等等设备上的信号，还可以再运算完成以后在对设备的运行状态和参数来进行实时的打印、显示和信号的输出，以此来直接驱动其执行机构，最终实现电气自动化在电气工程中的生产运行过程的联锁保护、控制和检测等方面的功能。 电气工程中变电站的自动化 电气工程中的变电站应用的是自动化技术，其主要的目的在于取代人工操作、人工监视和电话通讯，并根据相应的情况来加强对变电站的监控能力，并且还可以实现在变电站上运行的水平和效率都有所提高。这也就是说，变电站中应用自动化技术就是为了全方位的，多层次的来监视变电站各种电气设备的运行状况，完成有效地控制。该自动化的特点有：以全微机化的设备来代替以前使用的电磁装置，并实现计算机屏幕化操作上的监视，在数据传输过程中实现自动化运行的管理和统计记录，是利用计算机电缆来代替电力信号的电缆来实现的。这也就是说电气工程中变电站自动化是电力现代生产中一项不可获取的部分，也是因为可以很好的满足变电站中的各项操作任务而成为了电网调度自动化中的一个不可分割的重要部分。 4 电气自动化在电气工程中的发展趋势 我们都知道电气自动化的发展趋势应该是分布式、信息化和开放化这三种趋势进行的，分布式的结构在于以后总能够确保计算机网络中的每个职能的模块全部都能够独立的工作的一种网络，以达到系统危险分散的概念;信息化则是根据系统信息能够进行综合的信息处理能力，且与网络技术相互结合来实现网络自动化和管控一体化。而开放化是根据系统结构与外界具有借口的方面，来实现系统与外界网络上的连接。在电气工程中我们也应结合这三种方式来进行电气自动化系统的控制，以确保电气工程中的生产过程运行安全、可靠。 5 结语 通过以上的分析，电气工程是一项在技术性、专业性上都是要求很高的设施工程，而电网的建设、改造等方面都在快速的发展着，且也对电气自动化系统上要求很高，故而我们要在这些方面大大提高电气自动化系统的水平，使其在电气工程中发挥其本身的优势，同时电气自动化系统在电气工程的经济效益和安全运行方面都有着非常重要的地位，所以我们将电气自动化在电气工程中实现现代化、国际化和全球化。 电气工程自动化专科毕业论文篇2 浅析电气工程自动化中人工智能的运用 前言 近年来，随着人工智能技术快速的发展，自动化在很多领域得到了广泛的运用，尤其是电气工程自动化控制中取得了飞速的发展，其操作过程中简单、精准、针对性强。但依然存在一些问题和不足需要改进，在科学技术突飞猛进的新时期，加强人工智能自动化在电气工程中的运用，对我国电气工程有着重要意义。 1.人工智能的概述 人工智能的概念在1956年初次提出以后，在研究范畴得到了飞速的发展，逐步形成为了一套以计算机为主，包含了自动化、控制论、信息论、生物学、仿生学、心理学、语言学、数理逻辑、哲学和医学的一门综合性的科学。在人工智能范畴，使机械具有与人类智能进程相类似的体系， 能够胜任人类智能所能完成的工作。人工智能理论是开辟、研究若何延长、模拟人的智能的理论。 作为新兴的计算机科学的一个分支， 人工智能技术诠释了智能的实质， 并在此基础上生产出一种与人类智能有相近似反映的智能机械。在此范畴的研究首要包括：图像方法、语言方法、机器人、专家体系和自然语言处置等体系。电气工程主如果研究和电气工程有关的自动控制、体系运行、信息处理、电子电气技术、研制开发、信息处理和计算机与电子运用等。随着科学技术的不断发展， 计算机技术已开始运用在我们生活的每一个方面。飞速发展的计算机编程技术加快了传布、自动化运输和传布的发展。人类大脑作为最精密的仪器，计算机编程也只能仿照其对信息进行阐发、处置、互换、搜集和回馈，所以对人类大脑技术的仿照会增进电气工程自动化的发展。电气自动化控制在加强互换、生产、分派和畅通方面有主要的作用，实现电气工程的自动化，会下降人力资本的投入，使运作的效力不断提高。 2.电气自动化控制中人工智能技术的现状 (1)完善电气设备的设计是一项复杂的工作，其既需要运用电路及电磁场知识，还要运用一些设计里的经验性知识。以前的产品设计是运用简单的方法、依据经验采取手工方式进行，因此不容易选出最优的方案。然而，随着计算机技术的进步，电气产品的设计方式也发生了改变，逐渐由手工设计朝借助计算机设计转变，这极大地缩短了电气产品的研发周期。将人工智能技术运用于电气自动化控制中，使得以前的CAD技术得到了极大发展，不仅大大提升了产品设计的效率，也提高了产品的质量。 (2)智能控制功能变成现实。1)数据采集与处理：能够对所有的开关量和模拟量进行实时采集，还能根据需要进行处理或储存。2)运行监视和事件报警：可对各主要设备的模拟量数值、开关量状态进行实时智能监视，有事故报警越限和状态变化事件报警，事件顺序记录，事故处理提示和自动处理，声光、语音、电话、图像报警等功能。3)操作控制：通过键盘或鼠标就能实现对断路器及电动隔离开关的控制、励磁电流的调整。运行人员可按顺控程序进行同期并网带负荷或停机操作另外，系统还对运行人员的操作权限加以限制，以适应各级运行值班管理需要。4)故障录波：主要包括模拟量故障录波、波形捕捉、开关量的变位以及顺序记录等。 3.人工智能在电气工程自动化中的运用 电力系统中散布着大量的自动控制和手动控制装置，如继电器、断路器、断绝开关等，由这些相对于简略的局部控制的协同作用组成全部电力系统庞大的实时控制。电力系统的保护实时控制有分离和持续两种控制范例，因为人工智能技术具备清楚的逻辑思维和快速的处置本领，已成为在线状况评估的主要东西。励磁控制是控制无功功率发电机端电压的首要组成部分，是一种首要的实时持续控制体系，对保持电力体系不变性起首要作用，切负荷是别的一种分离型的控制体系，当发电机因为故障造成体系容量产生急剧变化时，人工智能体系能处置暂缓负荷容量，有杰出的适应性和实用性。 电气产品的优化设计 电气产品的优化设计是一项庞大的使命，在设计过程当中需要将科学设计和经验常识有机融会，才能使产品的设计科学而适用。近年来，随着计算机技术的飞速发展，经由过程采纳人工智能技术来进行电气产品的设计，使得这一设计进程正垂垂从手工逐步转向人工智能辅助设计，从而有用缩短了产品的设计周期，而且还使得产品的设计愈来愈优良、适用、科学。 电气设备的故障诊断 电气设备出现问题时，所表现出来的症状及其相干的现实问题是非常复杂的，有时间是很难判定和查找的，而人工智能技术的操纵恰好可以办理这一问题，同时操纵人工智能故障诊断技术在机电和发机电也是很常见的。由于电气设备故障的非线性，不确定性和复杂性的特点导致传统的诊断方法准确率低，效果不明显，而人工智能通过将专家系统和模糊理论有机结合起来使用，能够确保故障诊断的高精度。 运行过程的智能控制 随着对自动化的请求越来越高，人工智能控制技术将是将来发展的一个趋向，这在电气工程自动化中已得到了普遍的运用。电气设备的控制是一项庞大而综合的工作，请求具备很高的技术含量，还应该会将各类专业知识综合运用，再按照大量的数据进行计算和阐发，经由过程人工智能技术的运用，联系专家系统控制、模糊控制、神经网络控制三者彼此联系的方式，因为人工智能自己的特征可以确保计算速度快，计算精度高，从而节省了大量人力物力，对人力资源而言可以说是一种解放。 同时，电气行业与我们平常的生活和进修有密切联系，于是，将之前繁琐的操纵进行简化，晋升电气系统的操纵效力是颇有需要的。在平常的电气系统操纵过程当中操纵人工智能技术，便能够使庞大的操纵程序变得简略，在家中操纵电脑就能够完成有关操纵，从而实现远程遥控不仅如此，我们还可以简化界面，将有些主要的信息实时进行保留与处置，便于今后的盘问和操纵。除此以外，操纵人工智能技术还能够主动生成报表，这节省了良多时间，提高了工作效率。 4.计算机控制技术的发展趋势以及发展前景 计算机控制技术是操纵计算机常识在相关的行业范畴进行自动化生产，近年来，随着国民经济的发展，计算机信息技术被运用到各行各业中，计算机技术也在科技信息技术迅速发展的布景下有了很大水平的晋升。在现阶段，计算机技术的进步和改良影响自动化控制技术发展与前进。在社会不断发展和前进的前提下，计算机自动化技术的发展小断地趋向于深度和广度。一方面，计算机自动化技术小断的趋向于智能化，计算机控制技术可以仿照人类的一些感受，如触觉、听觉等，还可以仿照人类的知觉本领，便是按照一件物体的某个详细的特点推测出该物体的其他特点，或从团体感知该物体。另一方面，计算机控制技术和自动化办理技术开始向着分歧的范畴发展，并逐步被运用到幻化系统工程中，向着办理工作和技术工作的一体化的标的目的发展。 5.结语 人工智能在电气工程自动化中的运用至关重要，因此，在电气领域的后续发展中，要不断提高自动化的技能，加强对人工智能自动化的在电气工程中的运用，促进电气工程技术领域的发展。本文通过对人工智能在电气系统中的问题分析，人工智能控制器可以根据实际情况适当调整自身性能，进一步明确了其在电气工程运用中的方向，为电气工程自动化奠定了坚实基础。在科技占主导地位的21世纪，将人工智能技术运用于电气自动化控制系统中，实现了智能化设计，提高了电气自动化生产的效率，使人工智能化更好的为人类社会服务。 猜你喜欢： 1. 电气工程自动化大专毕业论文 2. 电气工程及其自动化专科毕业论文 3. 电气工程自动化毕业论文范文 4. 电气工程自动化研究毕业论文 5. 电气工程及自动化专业毕业论文
高光谱成像是一种结合成像和光谱的技术, 通过在二维检测器阵列的每个像素处收集光谱信息, 产生空间和光谱信息的三维数据集, 并称之为超立方体。 高光谱成像技术在公安刑侦领域的应用 在公安刑侦及司法鉴定领域，传统的光学成像方法只能记录被摄物的亮度分布信息，各种化学成分所蕴含的大量光学特性没有得到充分挖掘和利用，存在鉴定困难、复杂、以及有损检测。高光谱成像技术将图像与光谱技术相结合，可同时快速、准确地获取被检测物的图像信息和光谱信息，使得光谱成像具有形态检验和成分检验双重作用。同时，凭借无损、检测速度快和不损害被测物的优点，被广泛应用于公安刑侦领域的物证搜索、无损取证和鉴定。 高光谱成像技术在精准农业领域的应用 目前随着土地资源的逐步减少，精准农业近年来发展迅速。利用LCTF高光谱成像技术及光谱分析，配合其它如北斗GPS/GIS等技术，可精确设定最佳耕作、播种、施肥、灌溉、喷药、收获时机等多种操作，变传统的粗放经营为精细生产。针对需求，部署利用无人机部署高光谱成像仪，用以长期、持续地进行农作物监测，自然灾害动态监测等的光谱图像数据采集，分析。 高光谱仪器能够实现农作物长势监测；农作物分类；播种面积监测和产量预报；农田土地资源调查、土壤侵蚀调查；自然灾害实时动态监测和损失评估；农业自然资源与环境的监测与评估。 高光谱成像技术在生物医学 领域的应用 高光谱成像能够同时获取待测物体的图像信息和光谱信息, 具有图谱合一的优势。利用高光谱（简称：HSI)对组织进行检测时, 光能够穿透生物组织一定的厚度。由于生物组织结构的不均一性, 光在各个方向发生散射, 而血红蛋白、黑色素和水会吸收不同波长的光, 因此, 不同组织或器官的反射光谱取决于自身的生物化学和组织学特性, 这就为鉴别正常组织和癌变组织提供了强有力的依据。图像中每个像素的光谱特征使HSI技术能够识别各种病理状况。在非侵入性癌症检测、糖尿病足溃疡、心脏和循环系统病理学及其他疾病检测、手术指导等方面发挥了重要作用。 到目前为止, 组织病理学仍然是各种癌症诊断的金标准, 但是, 这种方法对人体损伤较大且成本较高, 最终的诊断结果仍取决于病理学专家的主观判断, 难免会存在一定的片面性。癌变过程往往伴随着组织结构在细胞和亚细胞水平上的变化, 这些组织内部结构和生物化学成分变化是癌症早期诊断非常重要的标识信号。HSI将成像技术和光谱技术相结合, 使得利用HSI技术能够同时获得实验对象的化学和物理特征, 并具有良好的空间分辨率, 在不同器官的癌症诊断方面具有很大的应用潜力。 高光谱成像技术在食品安全领域的应用 近年来,食品安全问题备受关注，人们对果蔬品质与安全标准的要求也越来越高，已成为社会关注的热点。传统果蔬品质检测方法如化学法、高效液相色谱法、质谱分析法等通常对待测物具有破坏性，且检测速度慢。高光谱成像技术将图像与光谱技术相结合，可同时快速、准确地获取被测食品的图像信息和光谱信息,凭借无损、检测速度快和不损害被测食品的优点，实现食品品质和质量的快速、高效检测，使得其在食品安全检测中有着极为广泛的应用。 高光谱成像技术在文物保护领域 的应用 很多文物古迹，都经历千百年时间，其表面多少都有一些损伤、风化或颜料的脱落、文字的消失以及不同程度的腐蚀，有不可复原性，且很难承受接触式检测带来地损伤和破坏，这对文物受损程度的评判、掩盖信息的发现和修复带来了巨大地阻碍。 高光谱凭借无损、无接触，且拥有可捕获物质的“指纹光谱”这一特性，在文物被掩盖信息的发现上和文物修复过程中发挥着越来越重要的作用。高光谱图像是将成像技术和光谱技术相结合的多维信息检测技术，其特点在于极高的光谱分辨率和空间分辨率，只要被测物质留有微弱的信号，我们都可以根据光谱特征将其探测出来、并标明在什么位置。 高光谱成像技术在地物监测领域的应用 近年来，物候观测与研究的领域不断拓展，气候变化、土地利用和生物多样性等成为观测与研究的重要领域。高光谱成像技术结合了光学成像与光谱分析，在植物物候遥感观测方面已发挥重要作用。随着高光谱成像技术的发展，具有高空间分辨、高光谱分辨能力的的微小型LCTF高光谱成像技术日趋成熟。利用抵近观测的方式，可以获取植物物候的持续的高光谱图像数据；利用计算机网络，可以把物候高光谱成像观测从单一站点扩展到区域、全国乃至全球范围。 高光谱仪器介绍 科技改变生活，图谱合一，智能感知，行业应用，无限可能 （仪器图片摘于深圳中达瑞和官网）
国内高光谱成像仪的研究现状
国内高光谱成像技术的研究开始于20世纪80年代，对于机载成像光谱技术的研究，国内机载高光谱成像技术的发展基本与国外同步。世界上第一台高光谱仪AIS-1于1983年在美国喷气推进实验室研制成功，在矿物填图、植被化学成分、水色及大气水分等方面进行了试验应用，并获得成功。与此同时，以中国科学院上海技术物理研究所为主，与美国GER公司进行合作，成功研制出一台早期的6波段细分红外光谱仪（FIMS），在美国成功地进行了矿物填图试验。在我国“七五”期间，中国科学院上海技术物理研究所开展了64波段可见短波红外和7波段热红外模块航空高分辨率光谱仪的研制工作。由中国科学院上海技术物理研究所研制的MAIS，OMIS，PHI和WHI等系列机载高光谱成像仪，其性能指标均处于国际先进水平，并在国内外的遥感应用中获取了大量实用化的高光谱图像数据，极大地推动了国际上成像光谱技术的发展。
与国外相比，中国星载高光谱成像技术的发展有较大差距。我国第一台高光谱成像仪是中国科学院上海技术物理研究所研制的SZ-3中分辨率高光谱成像仪，于2002年发射，成为全球第二个上天的可见光/红外中分辨率光谱成像仪，其空间分辨率为500m，光谱通道数为30个，其成果获得2004年国家科技进步二等奖。在“九五”和“十五”期间，国家部署了星载高光谱成像仪的研究工作，已取得了重大进展。例如，中国科学院上海技术物理研究所承担的星载高光谱成像技术的研究项目，研制出了工程样机，其光谱范围为400～2500nm，光谱分辨率为5～12nm；在轨道高度500km下，空间分辨率达20m，幅宽为20km，通过了力学试验。2008年9月发射的环境一号A卫星上，装载了一台傅立叶分光高光谱成像仪，光谱覆盖可见近红外波段，光谱通道数为115个，空间分辨率为100m，幅宽为50km，用于环境和灾害的监测。
（1）实用型模块化高光谱成像仪（OMIS）
OMIS是20世纪70年代以来，在所研制的各类通用/专用航空扫描仪的基础上，为适应成像光谱技术的发展趋势而研制的一台光机扫描型高光谱成像仪。其波段覆盖全，在可见光到长波红外的所有大气窗口上设置探测波段，满足不同需求的综合遥感应用；工作效率高，采用70°以上的扫描视场，提高实用化作业效率；采样波段多，系统工作波段达到128个，是当时国际上光谱通道数最多的遥感仪器之一；定量化程度高，通过机上实时定标装置与实验室辐射和光谱定标装置，使系统具备定量化成像光谱数据的能力。
OMIS研制成功后，在国内外进行了数百次的遥感飞行，获取了大量的成像光谱数据，受到了国内外同行和用户的高度评价。该项目获得2002年上海市科技进步一等奖和2004年国家科技进步二等奖。OMIS系统的详细性能指标见表 ，图是OMIS系统的实物照片，图是OMIS典型遥感应用图像。
表 OMIS系统性能指标
（2）机载推帚式高光谱成像仪（Airborne WHI）
WHI是中国科学院上海技术物理研究所于1997年研制成功的机载推帚式高光谱成像仪。WHI实现了高性能、实用化的总体设计，技术指标达到国际先进水平。WHI仪器的主要技术指标如表所示。
图 OMIS系统的实物照片
图 OMIS典型遥感飞行图像（北京北郊）
表 WHI性能指标
WHI已成功用于我国广西、新疆、江西等地的生态环境、城市规划等遥感应用项目及日本、马来西亚等国际合作项目，取得了良好的社会和经济效益，并获得2004年国家科技进步二等奖。图是WHI高光谱成像仪的实物照片，图是WHI在日本名古屋飞行时获取的图像。
图 WHI高光谱成像仪的实物照片
图 WHI高光谱成像仪获取的图像（日本名古屋）
（3）HJ-1-A卫星高光谱成像仪
中国科学院西安光学精密机械研究所于2003年开始承担环境一号A星主载荷高光谱成像仪（HJ-1-A/FTHSI）的研制工作，环境一号卫星于2008年9月发射，主要用于环境和灾害的监测。HJ-1-A/FTHSI是我国第一台在轨运行的对地观测高光谱成像仪，对于促进我国高光谱成像技术的发展具有重要意义，其性能指标如表所示。图是HJ-1-A卫星高光谱成像仪的实物照片。
表 HJ-1-A卫星高光谱成像仪技术指标
续表
图 HJ-1-A卫星高光谱成像仪的实物照片
国外高光谱成像仪的研究现状
第一代高光谱成像仪
1983年，第一幅由航空高光谱成像仪（AIS-1）获取的高光谱分辨率图像以全新的面貌呈现在科学界面前，它的出现标志着第一代高光谱分辨率传感器的面世。第一代高光谱成像仪以AIS-I和AIS-2为代表，在以后数年中AIS数据被成功地应用于多个研究领域。
AIS高光谱成像仪由光学系统、探测器和电子线路三部分组成，其结构如图所示。AIS的光学系统由前置光学系统和光谱仪两部分组成，前置光学系统是由M1和M2两个反射镜组成的同轴许瓦茨希尔特望远镜，口径为，焦距为；光谱仪是由准直镜M3、光栅和会聚反射镜M4组成。
图 AIS系统结构图
表给出了AIS高光谱成像仪的主要性能指标，其光谱范围覆盖了短波红外～μm，谱段数多达128个，光谱采样间隔优于10nm，但幅宽只有150多米。因为当时探测器的研制技术有限，所以其幅宽非常窄。但它的确开创了兼顾高光谱和高空间分辨率、使光谱和图像合一的高光谱遥感技术新时代。
表 AIS主要性能指标
第二代高光谱成像仪
第二代高光谱成像仪于1987年问世，美国宇航局从1983年开始研制一种名为航空可见光高光谱成像仪（AVIRIS），它是第二代高光谱成像仪的代表。此后，许多国家先后研制出多种类型的航空高光谱成像仪，如美国的AVIRIS，DAIS，加拿大的FLI，CASI，德国的ROSIS，澳大利亚的HyMap等，国外典型的机载高光谱成像仪如表所示。与AIS传感器相比，AVIRIS在传感器本身、定标、数据系统及飞行高度等方面都有很大的改进。与AIS不同，AVIRIS是扫描型高光谱成像仪。
表 AVIRIS性能指标指标
如图所示，AVIRIS采用肯尼迪（Kennedy）扫描机构，利用三角形棱柱的两面反射镜实现高效率扫描，焦面上的四根光导纤维按垂直飞行轨迹方向排列，它们将收集到的各波段像元的辐射传送到四个光谱仪的入口处，其中四个光谱仪的波段范围分别为～μm，～μm，～μm，～μm。光谱仪采用一种自准直型施密特（Schmidt）全反射系统，使用光栅进行分光，光栅排列在非球面校正镜上。分光后的光线再经光谱仪的反射镜聚焦到探测器列阵上，以便得到多光谱图像。AVIRIS设计时有四项主要要求：①在光谱方面，比AIS宽，可以覆盖～μm的太阳反射波段；②在空间分辨率方面，比AIS提高将近一倍；③幅宽比AIS提高将近一个量级，总视场为30°，每行达到550 个像元；④提高数据质量，为应用研究部门提供高可靠性的有用数据。图和表分别给出了仪器的结构模型和主要性能指标。
第三代高光谱成像仪
在航天领域，由美国喷气推进实验室研制的对地观测计划中的中分辨率高光谱成像仪（MODIS），随TERRA卫星发射，成为第一颗在轨运行的星载高光谱成像仪。21世纪以来，在机载仪器成功研制并推广应用的基础上，世界航天大国纷纷开展高光谱成像技术的空间应用，主要有：
1）1997年发射失败的LEWIS-Hyperspectral Imager；
图 AVIRIS光机原理图
图 AVIRIS仪器结构模型图
2）2001年10月22日发射的欧洲CHRIS（Compact High Resolution Imaging Spectrometer）；
3）2000年7月19日发射的美国强力星傅立叶高光谱成像仪MightySatII-FTHSI（Fourier Transform Hyper-Spectral Imager）；
4）2000年12月21日发射的美国航空航天局新千年计划的EO1-Hyperion高光谱成像仪；
5）2001年9月21日发射失败的OrbView4-WarFighter1 hyperspectral imager；
6）2005年8月10日发射的火星勘探者MRO-CRISM（MARS Reconnaissance Orbiter-Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars）；
7）计划中的美国海军NEMO-COIS（Naval Earth Map Observer Program，Coastal Ocean Imaging Spectrometer）。
表 给出了国外星载高光谱成像仪的主要技术指标。光谱范围基本分布在 ～μm（CRISM覆盖到了μm），空间分辨率为8～60m，幅宽为5～30km，光谱分辨率为5～20nm。典型的星载高光谱成像仪有欧洲的CHRIS，美国的Hyperion和FTHSI，它们分别代表了以棱镜、傅立叶干涉和光栅分光的三种主要的分光方式。
表 国外星载高光谱成像技术的主要技术指标
（1）基于棱镜分光的CHRIS高光谱成像仪
CHRIS是欧空局在轨自主运行计划（PROBA-1，Project for On-Board Autonomy）的主要有效载荷，该卫星于2001年10月22日在印度Shriharikota 航天发射场发射升空。经过几年的在轨运行，CHRIS获取了大量高质量的空间成像光谱数据。
CHRIS覆盖400～1050nm的可见近红外谱段，采用棱镜分光，望远镜的口径为120mm，F数为6。望远镜采用折反射同轴两反系统，主反射镜和次反射镜均采用球面结构，光学入瞳处的弯月形大透镜校正球差，光学结构如图所示。CHRIS系统的光谱仪包括入射狭缝、两个曲面棱镜、三个球面反射镜（其中包含2个凹面和1个凸面）构成。类似Offner结构的三反镜起到二次成像的作用，光路中的两个球面棱镜起到色散和会聚的作用。
图 CHRIS系统光学结构图
CHRIS的特点是结构相对简单、质量轻、空间分辨率较高，不足的是仅覆盖了可见近红外谱段。另外，CHRIS的光谱采样间隔为非均匀分布。图是CHRIS的光谱带宽分布曲线，可以看出短波方向光谱带宽较窄，在400 nm的波段位置为 nm；长波方向光谱带宽较大，1050 nm的波段位置为11 nm。图给出了 CHRIS 在轨的系统信噪比，“Peak_SNR”来自图 中的（a）图像，“SNR”来自（b）图像。
图 CHRIS仪器光谱分辨率与波长的关系曲线
（2）基于傅立叶干涉分光的FTHSI高光谱成像仪
美国空军研究实验室于2000年7月19日在范登堡空军基地发射了一颗搭载首台空间平台傅立叶高光谱成像仪（FTHSI）的卫星MightySatII。FTHSI覆盖475～1050nm的光谱范围，采用Sagnac干涉仪进行分光，光谱分辨率约85 cm-1。FTHSI也是第一台应用于空间对地观测的高光谱成像仪。光学系统由有效口径为165 mm的R-C望远镜和Sagnac干涉仪组成。系统空间维的F数为 ，光谱维的F数为。探测器选用Thomson公司的TH7887A探测器，工作帧频为75～110 fps。根据不同的像元合并，量化精度为8 bit或12 bit。图是FTHSI系统的结构图，图给出了系统的测试信噪比，只有720～960 nm之间的光谱通道信噪比大于50 ，到550 nm之前的光谱通道信噪比已小于20 ，而500 nm以前光谱通道的信噪比已几乎为零。
图 CHRIS光谱各通道信噪比
图 CHRIS信噪比测试图像
图 MightySatII/FTHSI系统结构图
图 信噪比测试结果
（3）基于凸面光栅分光的Hyperion高光谱成像仪
EO-1（Earth Observing-1）是美国NASA为接替Landsat 7而研制的新地球观测卫星，于2002年11月发射升空。Hyperion高光谱成像仪是EO-1卫星的主要光学有效载荷，其主要任务是在轨验证高光谱成像技术，评估利用星载高光谱成像仪的对地观测能力。系统着眼于能够减少当前商业遥感卫星（LandSat）和相关地球观测系统成本的新型遥感器和卫星技术。
Hyperion仪器由光机头部组件（HSA）、电子学组件（HEA）、制冷电子学组件（HEA）组成，如图所示。HSA包括光学系统、制冷器、在轨定标系统和高速焦平面电子学电路。光学系统由望远物镜和两个光栅分光计组成。主光学采用离轴三反系统，口径为125mm，F数为8；后光学是基于凸面光栅分光的offner光谱仪，其空间分辨率为30m，在～μm范围内共有220个波段，其中在可见光近红外（400～1000nm）范围内有60个波段，在短波红外（900～2500nm）范围内有160个波段。两个通道在900～1000 nm的波段范围内有光谱重叠，可以利用这些光谱进行交叉定标。图给出了Hyperion各光谱通道的信噪比分布曲线。
图 Hyperion高光谱成像仪组成
图 Hyperion光谱通道信噪比
高光谱成像仪的发展趋势
从发展趋势来看，目前国外高光谱成像技术发展已经完成了演示验证阶段，正走向面向任务的业务化、商业化发展阶段。美国国家航天局JPL实验室负责的EO-1卫星Hyperion仪器在轨演示了星载高光谱成像仪在矿产资源探测、环境监测、城市规划等方面的突出能力。通过EO-1-Hyperion及机载AVIRIS的综合应用研究，目前美国产业界和军方均着手于星载高光谱成像仪在商业化运作、军事侦察等方面的业务应用。欧空局及俄罗斯在星载高光谱成像仪研制与应用方面也给予了极大的关注。
为满足业务化运行的需要，高光谱成像仪正向着更宽的光谱覆盖范围、更高的空间分辨率、更大的幅宽和更高的定量化水平方向发展。从表可以看出，目前国际上发展的高光谱成像仪的性能指标均有大幅提高。在“863”项目“宽幅高光谱小卫星载荷关键技术研究”的支持下，我国开展了相应载荷的研制工作，高光谱成像仪在幅宽和波段数上具有优势，其他指标与上述同类仪器相近。
表 国内外计划发展的高性能民用星载高光谱成像仪