A. Brescia21--Department of Engineering at the university of Arizona in Tucson, Arizona，USA2--Naval Air Systems Command (NAVAIR) in Patuxent River, MD，USA 摘要近年來，傳感器的微型化能使單一的無人駕駛飛行系統（USA）平臺上安裝多個傳感器。能在多個UAS平臺上同步連接設備，這樣可提升數據收集和應用的功能。本文討論了一系列正在研究的新型傳感器，并參考案例研究。參考目前的能力和將來的需求，有關防御和非防御的操作內容將進行討論，文章介紹了一些目前正使用的傳感器。并預測在未來幾年內，我們將看到小型機動車輛的使用急劇增加，同時可使用的有效載荷的能力也會有所改善。 1.背景在未來十年里，遙感技術將成為數據獲取的主要工具，其中機載數據的搜集將會成為一種重要的手段。目前的傳感器由于尺寸大小和重量的限制，不適合搭載在小型無人機上；同時無人機的使用和所需的數據已有明確的說明，這就迫切需要研制微型傳感器。文章總結了一些安裝在Silver Fox 和Manta無人機上的傳感器的性能，及其應用。 2.傳感器類型特征2.1 紅外線傳感器 可觀測到的范圍：8um-12um； ...
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2017
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摘要：越來越多的證據表明，農作物的鉀缺乏會增加它們對食草節肢動物的易感性。遙感檢測植物缺鉀的能力有利于節肢昆蟲的取樣和鉀肥的空間優化，從而減少因節肢昆蟲引起的產量損失。本文在播種后的69天(幼苗)，96天(莖伸長)，和113天(早期開花)分階段的進行土壤及植物中的養分進行了測定。在相同的時間里，通過應用無人機(UAV)多光譜獲取技于15和120米的距離獲得了8.1和65毫米的空間(像素)分辨率的多光譜圖像。并在69和96 天時，將野外植物被運送到一個帶有可控光源的實驗室里，并使用240通道的（390-890納米)高光譜攝影機對植物進行了高光譜成像。在第113天時，發現所有的地塊都自然地布滿了綠色的桃子蚜蟲(半翅目:蚜蟲科)，并進行了蚜蟲的計數工作。并得知植物缺鉀會造成:(1)剛成熟葉片的氮濃度增加(2)綠桃蚜蟲密度增加，(3)植被覆蓋減少，(4)歸一化植被指數(NDVI)減少以及油菜籽產量下降。通過分析可知，具有65毫米空間分辨率的無人機圖像具有很高的分類精度(72-100%)，8毫米空間分辨率的無人機影像則較低 (69-94%)，在實驗室條件下從野外植物獲得的高光譜圖像的分類精度為78-88%。當從無人機數據中移除非葉像素時，96天及113天獲得的空間分辨率為8毫米，65毫米圖像的分類精度增大。研究表明，無人機影像具有提取植被營養缺失及節肢動物爆發范圍的潛力。...
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摘要 北極永凍層覆蓋了地下水庫中大量的古老的地質甲烷(CH4)，而融化的永凍層為CH4的向表面遷移打開了通道。然而，地質排放的發生及其對目前CH4儲量的促進，以及除此外到目前為止,生物基因CH4還不確定。在這里,我們展示的是一個數據采集基于機載CH4通量（從2012年7月和2013年）位于加拿大麥肯齊三角洲高分辨率(100m×100m)地區(10000 km²)的CH4通量圖,。我們發現在永久凍土層的非連續帶，存在很強烈的可能是單獨的地質排放.這些排放的峰值是典型的生物排放峰值的14倍。而微生物CH4的產生主要依賴于最近的空氣和土壤溫度，地質CH4的產生超過了數百萬年，并且可以全年提供開放的通路。因此，即使它們只發生在大約1%的區域，地質熱點對我們研究區域的年度CH4排放估計貢獻17%。我們認為，如果永久凍土解凍開辟了新的途徑，這一比例可能會增加。我們的結論是，由于凍土解凍，在北極地區普遍存在的富含烴類物質的地區，在未來可能會增加地質CH4的排放，增加微生物CH4的產量。 相關文獻：s41598-017-05783-2.pdf280430340bf271c27f0a8e07c6fec6d3.pdf (1.43 MB)jevtech.com
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熱帶根狀植物和塊莖作物（木薯、甘薯、芋頭和山藥）在發展中國家還是主產作物，這些發展中國家的快速城鎮化使粉末狀食物的需求增加。本研究的目的是對近紅外光譜儀在測量常規粉末狀食物過程中進行校準，并測試其測量主要成分含量的準確性。 摘要 熱帶根狀植物和塊莖作物（木薯、甘薯、芋頭和山藥）在發展中國家還是主產作物，這些發展中國家的快速城鎮化使粉末狀食物的需求增加。質量控制技術依然在發展，與此同時實驗室分析比較昂貴。本研究的目的是對近紅外光譜儀在測量常規粉末狀食物過程中進行校準，并測試其測量主要成分含量的準確性。準備了472個粉末樣本（傳統品質和育成品系），分析樣本的淀粉、總糖、纖維素、總氮和灰分含量（總礦物質含量）。測量了所有樣本的近紅外光譜曲線（350-2500nm）。利用偏最小二乘法計算校準方程，該校準方程針對所有分析特性使用了交叉驗證和外部驗證。通過預測標準誤（SEP）和源于交叉驗證的測量值和預測值之間的r2指數，對94測試樣本（總樣本的20%）進行質量預報評價。淀粉、糖和總氮含量可進行預測，置信度分別為87%, 86%和93%，然而，灰度（礦物質）預測的置信度為71%，纖維素不能進行預測（r2 = 0.31）。淀粉、糖和總氮的統計參數非常有助于控制粉狀樣本的質量。這些...
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一、研究背景—研究現狀隨著世界范圍內越來越多的渦度協方差塔的建立，凈生態系統CO2交換（NEE）的測量在多尺度氣候變化科學中變得越來越重要。但由于NEE是與光合作用和呼吸相關過程中抵消通量之間的凈信號，從而使利用這些數據建立的模型具有一定的爭論性。 研究方法目前使用最廣泛使用的NEE劃分方法是Reichstein方法，其使用夜間NEE的溫度敏感度來預測白天的Reco，然后通過從NEE中減去Reco來計算GPP。然而由于夜間葉呼吸通常高于日間葉呼吸（也稱為Kok效應），從而導致高估了日間Reco和GPP。工神經網絡方法（ANN）已成為劃分通量建模的另一重要方法，它使用多個可變變量來預測夜間測量的白天Reco。 ANN采用非線性回歸模型來估計獨立變量和從屬變量之間的互連，建立類似神經通路的關系網絡，但由于其計算費用昂貴，因此在多個年份內難以跨多個站點運行。 研究目的 由于上述調查的通量分配方法存在多種局限性，因此需要同時進行評估和比較。 并需要大力評估和比較與其相關的不確定性。本研究在理想的氣象條件下，采用多重分割方法（即Reichstein、ANN、連續的測量、同位素分析），從而最大限度地減少與夜間湍流、復雜蓋度和異質景觀有關的誤差。 由于數據和模型的不確定性，我們評估了每種方法的不確定性。 最后，我們通過采用生物...
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凈生態系統碳交換（NEE）中光合作用和呼吸作用的分配、區分，具有一定的挑戰性，而且它常與產生未知數量的不確定性假設相關聯，從而阻礙了模型的發展。這與我們使用的測量NEE的方程和方法有關。雖然有多種區分NEE的方法，由于這些技術通常不能同時實現，從而使每種方法都有難以評估的獨特局限性。本研究提出了在理想條件下，使用多種區分方法（Reichstein方法、人工神經網絡（ANN）方法、穩定碳同位素方法和土壤呼吸Rsoil方法），建立非線性回歸模型分析。通過新的量子級聯激光（QCL）光譜儀測量了生態系統穩態C同位素的通量，將這些測量與物理學模型CANVEG相匹配，并解決總初級生產力（GPP）和生態系統呼吸（Reco）。結果表明：使用同位素區分方法的GPP和Reco平均值比使用Reichstein和ANN區分方法低10-13％。 這些結果表明，由于Reichstein 和ANN方法，使用夜間NEE來推測白天Reco，可能會高估當天的Reco和 GPP。這是由于與白天相比，晚上的植物呼吸速率較高，否則稱為Kok效應。 隨著同位素測量方法和應用理論在不同生態系統的不斷發展，它將不僅僅是一種基準測量技術，而且對進一步了解碳循環具有一定的意義。未來有關評估這些技術在日益復雜的生態系統中應用的研究會不斷增加，通過這些研究來確定區分方法之間的差異，以及這些差異如何影響陸地碳...
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Combining denitrifying bacteria and laser spectroscopy for isotopic analyses (δ15N, δ18O) of dissolved nitrateDavid X. Soto,* Geoff Koehler, and Keith A. Hobson 本研究介紹一種可測量水中可溶硝酸鹽（δ15N、δ18O值）的新方法。這種新方法將人工培養反硝化細菌和離軸積分腔輸出光譜（OA-ICOS）技術相結合，基于NO3-轉換為N2O的量，進行N2O同位素分析。這種分析方法采用注射器人工將頂部空間的N2O氣體注射進入同位素激光分析儀中，樣品分析時間約為300秒。在考慮非線性問題時，OA-ICOS技術為可溶解的硝酸樣品提供了更加準確和精度的δ15N和 δ18O測量結果。應用OA-ICOS技術測量N2O同位素的優點：（1）在沒有預富集的情況下，提高了δ15N和δ18O的測量精度；（2）消除了其它氣體物質的干擾（如，水和二氧化碳）；（3）極大地減少了同位素比質譜儀的花費成本和維護成本。 這種新方法（OA-ICOS技術）將極大地簡化水生系統中硝酸鹽來源的識別和量化。閱讀原文： Combining denitrifying bacteria and laser spectroscopy for i5059b...
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INVASIVE SPECIES MAPPING USING LOW COST HYPERSPECTRAL IMAGERY Steven Jay1 – Research AssistantDr. Rick Lawrence1 – Associate ProfessorDr. Kevin Repasky2 – Associate ProfessorCharlie Keith2 – Research Assistant1Department of Land Resources and Environmental Science Montana State University – Bozeman2Department of Electrical & Computer Engineering Montana State University – Bozeman 128 AJM Hall Montana State University Bozeman, MT 59717 入侵物種的監測長久以來是一個耗時、昂貴且無效的工作。遙感是監測入侵物種的一種手段，然而，由于經費、時間和準確度的問題，限制了這種方法。 本研究評估了一款性價比較高的高光譜成像儀監測并區分坐落在草地生態系統的乳漿大戟（Euphorbia esul...
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草甘膦抗性和敏感性的長芒莧（莧科莧屬植物）：利用植物的高光譜反射特性對其分類的可行性Glyphosate-resistant and glyphosate-susceptible Palmer amaranth (Amaranthus palmeri S.Wats.): hyperspectral reflectance properties of plants and potential for classificationKrishna N Reddy,a* Yanbo Huang,a Matthew A Lee,a Vijay K Nandula,a Reginald S Fletcher,a Steven J Thomsona and Feng Zhaob研究背景：草甘膦是目前世界上廣泛應用的一種除草劑（高效、安全、環境友好），但是由于耐草甘膦轉基因作物的應用，使其大量、頻繁的應用，產生很高的選擇壓力，致使抗性雜草的進化，長芒莧是25個抗草甘膦品種中的一個，2006年就發現了抗性植株。長芒莧是玉米、棉花、大豆田中一種常見的雜草，在作物生長季節它能快速生長能高達2m，嚴重影響農作物的產量。抗性品種和感性品種很相似，通常無法區分。當前只能用草甘膦處理和看其生理生化變化來區分，過程比較麻煩，而利用高光譜技術可以...
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In Situ Measurement of Dissolved Methane and Carbon Dioxide in Freshwater Ecosystems by Off-Axis Integrated Cavity Output Spectroscopy應用LGR OA-ICOS技術原位測量淡水生態系統中的溶解性氣體：CH4和CO2Rodrigo Gonzalez-Valencia,? Felipe Magana-Rodriguez,? Oscar Gerardo-Nieto,?Armando Sepulveda-Jauregui,? Karla Martinez-Cruz,?,? Katey Walter-Anthony,? Doug Baer,§ and Frederic Thalasso*,?,??Biotechnology and Bioengineering Department, Cinvestav, Avenida IPN 2508, Mexico City, San Pedro Zacatenco, D.V. 07360,Mexico?Water and Environmental Research Center, University of Alaska Fairbanks, Fairbanks, Alaska 07360, Un...
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