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基于微纳阵列的光度学海水透明度测量仪设计

海洋科学进展 2019年第1期37卷 115-128页

作者：任尚书周树道王敏解放军理工大学气象海洋学院江苏南京211101 南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心江苏南京210044

为了实现海水透明度的精细化测量,在研究国内外光度学海水透明度测量仪的基础上,设计了一种新型光度学海水透明度测量仪。仪器设计的关键部分是用于光电检测的微纳阵列设计,该部分采用纳米技术,在传统布拉格反射波导中引入超表面结构,... 详细信息

为了实现海水透明度的精细化测量,在研究国内外光度学海水透明度测量仪的基础上,设计了一种新型光度学海水透明度测量仪。仪器设计的关键部分是用于光电检测的微纳阵列设计,该部分采用纳米技术,在传统布拉格反射波导中引入超表面结构,利用新型布拉格反射波导构建波导阵列,实现可见光波段的分光功能,具有分辨率高、响应时间短的优势,解决了传统布拉格反射波导阵列无法实现高分辨率分光的难题;同时,将波导阵列与胶体量子点相结合,利用胶体量子点在可见光波段的光电转化功能,实现分光和光电转化的同步进行,且分光分辨率可以到达3nm。该微纳阵列在保证了高分辨率分光的前提下,无需分光扫描时间,使得仪器分光效率更高,而且纳米材料的应用有利于仪器硬件结构的优化,有助于仪器的小型化和集成化发展,对光度学海水透明度测量仪器的改进有指导意义。

关键词：光度学海水透明度微纳阵列光电检测布拉格反射波导超表面胶体量子点

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基于超表面的可见光波段布拉格反射波导研究

激光与光电子学进展 2018年第3期55卷 407-415页

作者：任尚书周树道王敏彭舒龄解放军理工大学气象海洋学院江苏南京211101 南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心江苏南京210044

采用SiO_2/Si构建了可见光波段的分布式布拉格反射镜(DBR),在其中加入SU-8光刻胶制备的中心腔,构成传统的布拉格反射波导(BRW),利用传输矩阵法分析了可见光在分布式布拉格反射镜和布拉格反射波导中的传输情况,并研究了介质折射率比、厚... 详细信息

采用SiO_2/Si构建了可见光波段的分布式布拉格反射镜(DBR),在其中加入SU-8光刻胶制备的中心腔,构成传统的布拉格反射波导(BRW),利用传输矩阵法分析了可见光在分布式布拉格反射镜和布拉格反射波导中的传输情况,并研究了介质折射率比、厚度和周期数等各因素对布拉格反射镜的影响以及SU-8的各参量对光子带隙的影响规律。针对传统布拉格反射波导硬件制备比较困难的问题,在SU-8中引入Si柱超表面,构成新型的布拉格反射波导。通过实验分析了超表面对缺陷模的影响,实验表明超表面具有调控缺陷模波长的作用,且新型布拉格反射波导阵列可完成可见光波段的分光功能,可用于改进光学仪器。

关键词：光学器件布拉格反射波导超表面分布式布拉格反射镜 SU-8光刻胶传输矩阵法

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多旋翼无人机流场仿真分析

飞行力学 2018年第4期36卷 29-33页

作者：沈奥周树道王敏彭舒龄任尚书国防科技大学气象海洋学院江苏南京211100 南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心江苏南京210044

为了使多旋翼无人机编队飞行时避开单机产生的流场干扰较大的区域,通过CFD仿真软件对多旋翼无人机流场进行模拟仿真。结合实际情况设置模型参数,分析了当多旋翼无人机处于悬停状态时的流场特点,并通过试验获取数据与仿真结果对比。仿真... 详细信息

为了使多旋翼无人机编队飞行时避开单机产生的流场干扰较大的区域,通过CFD仿真软件对多旋翼无人机流场进行模拟仿真。结合实际情况设置模型参数,分析了当多旋翼无人机处于悬停状态时的流场特点,并通过试验获取数据与仿真结果对比。仿真分析了不同速度下的水平飞行以及上升和下降时多旋翼无人机周围流场的特点。根据对流场的分析,确定不同位置上无人机所受到的气动干扰情况,为更合理地设计编队队形,提高多旋翼无人机编队整体机动性和安全性提供了依据。

关键词：多旋翼无人机流场气动干扰

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图像法大气能见度探测成像模糊复原

科学技术与工程 2020年第9期20卷 3668-3674页

作者：王敏周树道刘展华任尚书国防科技大学气象海洋学院南京211101 南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心南京210044 解放军95171部队广州510000

大气能见度对航空、航海、路上交通、军事活动等有重要的影响。图像法测量能见度是新兴的一种方法,但图像在成像和传输过程中,由于相机载体的运动、振动、抖动等原因,引起图像模糊,影响后续的目标识别,因此,有必要对图像进行复原处理。... 详细信息

大气能见度对航空、航海、路上交通、军事活动等有重要的影响。图像法测量能见度是新兴的一种方法,但图像在成像和传输过程中,由于相机载体的运动、振动、抖动等原因,引起图像模糊,影响后续的目标识别,因此,有必要对图像进行复原处理。提出一种基于刃边函数和最优窗维纳滤波的模糊图像复原算法,通过构建刃边函数来估计点扩散函数,并通过倒频谱方法估计模糊尺度和模糊角度,进而分解得到水平和垂直模糊分量,据此进行图像边缘延拓解决了边缘复原不佳的问题。实验结果表明,所提方法具有优异的复原效果。

关键词：能见度气象光学视程图像复原维纳滤波刃边函数

相机成像性能对图像法大气能见度测量精度影响的分析

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电光与控制 2020年第9期27卷 78-81,111页

作者：王敏周树道刘展华任尚书国防科技大学气象海洋学院南京211101 南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心南京210044 中国人民解放军95171部队广州510000

大气能见度对航空、航海、陆上交通、军事活动等均有重要的影响。新兴的图像法测量能见度方法,采用的相机由于成像亮度、动态范围存在误差使得测量的能见度也存在一定误差。详细分析相机拍摄的目标亮度增益误差、目标亮度零点误差、天... 详细信息

大气能见度对航空、航海、陆上交通、军事活动等均有重要的影响。新兴的图像法测量能见度方法,采用的相机由于成像亮度、动态范围存在误差使得测量的能见度也存在一定误差。详细分析相机拍摄的目标亮度增益误差、目标亮度零点误差、天空背景亮度增益误差和天空背景亮度零点误差引起的能见度测量相对误差,并得到上述4种误差的能见度总相对误差,验证利用图像法进行能见度测量的可行性和有效性。

关键词：大气能见度气象光学视程亮度对比度成像误差

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太阳光谱仪观测系统

太阳光谱仪观测系统

四种海水透明度现场测量方法的对比分析及发展趋势研究

第34届中国气象学会年会

作者：赵世军任尚书苏伟国防科技大学气象海洋学院南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心太原航空仪表有限公司南京分公司

＜正＞1引言大气气溶胶是指悬浮在大气中的固态和液态颗粒物的总称,是指均匀分散于大气中的固体微粒和液体微粒所构成的稳定混合体系,其中的微粒统称为气溶胶粒子。尽管气溶胶在大气中的含量相对较少,其质量仅占整个大气质量的十亿分之... 详细信息

＜正＞1引言大气气溶胶是指悬浮在大气中的固态和液态颗粒物的总称,是指均匀分散于大气中的固体微粒和液体微粒所构成的稳定混合体系,其中的微粒统称为气溶胶粒子。尽管气溶胶在大气中的含量相对较少,其质量仅占整个大气质量的十亿分之一,但它组成复杂、形状各异,对整个大气的水循环和辐射传输都有着重要的影响[1]。由于大气气溶胶具有浓度低、生命期短、时空变化大、区域特征明显、来源复杂等特点,已成为气候变化中最大的不确定性因素,是气候变化模拟和环境遥感中的一个重要因子,它对气候、环境及军事活动等方面具有重要的影响[2]。

关键词：光谱仪太阳光度计气溶胶光学厚度

来源： cnki会议评论

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海洋开发与管理 2017年第3期34卷 99-104页

作者：任尚书周树道解放军理工大学南京211100

随着海洋探测的不断发展,海水透明度作为海水光学性质的一个重要参量,也越来越受到人们的关注。文章对比分析了4种海水透明度现场测量方法:透明度盘法^([1])、光纤式高光谱剖面测量法^([2])、激光衰减测量法^([3])和基于双光路原理的海... 详细信息

随着海洋探测的不断发展,海水透明度作为海水光学性质的一个重要参量,也越来越受到人们的关注。文章对比分析了4种海水透明度现场测量方法:透明度盘法^([1])、光纤式高光谱剖面测量法^([2])、激光衰减测量法^([3])和基于双光路原理的海水IOPs高光谱测量法^([4]),主要分析了4种方法的测量原理,对比各自的优缺点,并提出了海水透明度测量未来发展设想。

关键词：海水透明度透明度盘光纤式高光谱激光衰减

卷积神经网络识别地基云图的数据库建立及处理方法

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信息技术与网络安全 2020年第3期39卷 56-61页

作者：王敏周树道刘展华任尚书国防科技大学气象海洋学院江苏南京211101 南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心江苏南京210044 解放军95171部队广东广州510000

卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN)具有非比寻常的从样本中学习特征的能力,训练需要大量带有标签的图像样本。因此,在使用卷积神经网络对地基云图相关研究时,建立云图样本库是第一步,也是非常重要的一步。首先,通过数码... 详细信息

卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN)具有非比寻常的从样本中学习特征的能力,训练需要大量带有标签的图像样本。因此,在使用卷积神经网络对地基云图相关研究时,建立云图样本库是第一步,也是非常重要的一步。首先,通过数码相机直接拍摄、从互联网上下载、从公开发行的云图类书籍获取以及由全天空照相机拍摄等手段获取三个云图样本库;接着,对三个样本库图像的分辨率、噪声、数量等问题进行了分析;然后,采用双线性插值和数据增强方法对样本库进行归一化预处理;最后,利用卷积神经网络、LBP、Heinle feature和Texton-based method三种方法对增强后的数据集进行云识别分类验证,实验结果表明,利用本文方法进行增强数据可有效解决卷积神经网络对小样本数据识别率不高以及不能完整进行网络运行的问题,为卷积神经网络在地基云图识别的应用奠定基础。

关键词：卷积神经网络监督学习样本库归一化

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南京市一次雾霾天气过程的阶段性特征与成因

干旱气象 2018年第2期36卷 282-289页

作者：彭舒龄周树道王敏任尚书沈奥国防科技大学气象海洋学院江苏南京211101 南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心江苏南京210044

利用南京及其附近地区地面常规气象要素、颗粒物PM_(2.5)质量浓度逐时观测资料,以及CALIPSO资料、NCEP再分析资料、MODIS气溶胶光学厚度、南京站探空廓线等资料,结合天气学诊断分析和HYSPLIT后向轨迹模拟等方法,对2016年12月4—9日南京... 详细信息

利用南京及其附近地区地面常规气象要素、颗粒物PM_(2.5)质量浓度逐时观测资料,以及CALIPSO资料、NCEP再分析资料、MODIS气溶胶光学厚度、南京站探空廓线等资料,结合天气学诊断分析和HYSPLIT后向轨迹模拟等方法,对2016年12月4—9日南京地区的一次雾霾天气进行分析。结果表明:此次雾霾天气过程具有区域性特征,南京上空气溶胶以沙尘型、污染沙尘型和污染大陆型为主,污染物主要来自西北方向的输送和本地的人为污染。地面弱高压均压场与高空稳定的天气形势叠加是此次雾霾天气过程的环流背景,同时南京上空盛行辐散下沉气流,下沉增温有利于逆温层的维持,使雾霾天气得以发展;偏北风携带的冷空气南下,正涡度平流控制南京上空,有利于雾霾的减弱消散,同时温度平流也影响了水汽凝结和相对湿度状况,进而使能见度发生相应变化。

关键词：雾霾颗粒物PM 2.5质量浓度天气形势 HYSPLIT模式