通道增強的微分析方法

『壹』 純物質中微量雜質分析通常採用哪些定量方法

一般有以下方法：
氣相色譜法：氣相色譜法是利用氣體作流動相的色層分離分析方法。適用於易揮發有機化合物的定性、定量分析。對非揮發性的液體和固體物質，可通過高溫裂解，氣化後進行分析。該方法具有效能高、靈敏度高、選擇性強、分析速度快、應用廣泛、操作簡便等特點。
高效液相色譜法（HPLC）：又稱「高壓液相色譜」、「高速液相色譜」等。高效液相色譜法是色譜法的一個重要分支，以液體為流動相，採用高壓輸液系統，將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動相泵入裝有固定相的色譜柱，在柱內各成分被分離後，進入檢測器進行檢測，從而實現對試樣的分析。
色譜-質譜聯用分析：將色譜法與質譜法聯合使用的分析方法。分為氣相色譜-質譜聯用(GC-MS)和液相色譜-質譜聯用(LC-MS)兩種。能將氣相(或液相)色譜的高效分離的特點和質譜的高靈敏度檢測的優點結合起來,獲得更好的分析效果。
以上方法均已在各種物質的分析中得到廣泛使用。

『貳』 電子探針X射線微區分析法

一、內容概述

電子探針（EPMA）是用極細的電子束對樣品表面進行照射產生特徵性X射線，對特徵性X射線進行分光和強度測定，得到微小區域的元素組成及樣品表面元素濃度分布的分析裝置。EPMA 採用波長色散型X 射線分光器（WDS），與能量色散型X 射線分光器（EDS）相比，具有高解析度的特點。因此，EPMA 與掃描型電子顯微鏡（SEM）配置EDS檢測器比較，可以進行更高精度和更高靈敏度的分析。電子探針應用更多和更有效益的是資源評價和綜合利用。

二、應用范圍及應用實例

（一）EPMA-1720/1720 H型電子探針

日本島津公司在19世紀60年代開發出世界首台電子探針「MOSRA」；2009年，推出最新型電子探針EPMA-1720/1720H，分析元素范圍⁴Be—⁹²U，X射線分光器數2～5道，X射線取出角為52.5°，羅蘭圓半徑為4in（101.6mm），二次電子解析度分別為6nm（EPMA-1720）和5nm（EPMA-1720H）。

（二）CAMECA場發射電子探針SXFiveFE定量分析輝石礦物及其譜圖分析

基於WDS的CAMECA電子探針是唯一實現主量和痕量元素精確定量分析的儀器。場發射源的引入，優化了低電壓和高電流，在微區定量分析中，可實現最小的激活體積和盡可能高的空間解析度。優化的真空系統提供更優的檢出能力，對於輕元素有重要意義。可提供無與倫比的顯微定量和超高空間解析度的X射線成像能力。在10 kV、100 nA的實驗條件下，使用SXFive的LaB6陰極，可得到0.5μm的分析解析度，使在微小的區域內測量含量小於0.01%的痕量元素成為可能，並能得到良好的統計精度。

由於CAMECA波譜儀的獨特設計，15 s內即可掃描完整個譜儀，同時完成數據採集。SXFive可以配置一個能譜（EDS）用於快速礦產/相鑒別，或配置波譜儀（WDS）用於定量和成像模式。如果配置EDS/WDS可實現高通量產率，用EDS測得主量元素，用WDS測得痕量元素。

首先通過該儀器可以獲得斜方輝石內的單斜輝石出溶片晶的X熒光譜圖（圖1），該片晶只有幾百納米寬。隨後利用8kV、20nA的聚焦電子束定量分析了單斜輝石（Cpx）和斜方輝石（Opx）（表1）。

（三）CAMECA場發射電子探針分析石榴子石中的微量和痕量元素

實驗給出了300 nA條件下，石榴子石中一個鋯石包裹體中的U、Y、Hf的X熒光譜圖（圖2，圖3），顯示主要火成岩核心和變質增生。為了在極低濃度下准確獲得各元素的分布情況，峰值和背景強度已被映射，然後減去像素-像素。為了取得更好的精度，U的Mβ數為多台光譜儀同時測量的疊加數據。

圖1 單斜輝石出溶片晶的X熒光譜圖

表1 單斜輝石（Cpx）和斜方輝石（Opx）的定量分析結果

圖2 石榴子石中一個鋯石包裹體的背散射電子圖像（BSE）

（四）CAMECA場發射電子探針分析Fe-Ti氧化物

用該法獲得了交代橄欖岩捕虜岩中一個復合鐵鈦氧化物晶的高空間解析度X熒光譜圖（圖4），發現鈦鐵礦上面長滿了原始的含鈮金紅石，被鈦鐵礦部分取代，後期形成鐵氧化物邊緣。Fe和Ti剖面圖上沿著紅色覆蓋線的X熒光強度證明橫向解析度為300 nm（圖5）。

（五）獨居石中微量元素的成帶現象

用該法分析了獨居石晶體中Y和Th的分布情況（圖6）：Y為0.4% ～1%，Th 達0.7%。整個晶體的分析條件為CAMECA EPMA 2554＋/-8m.y.，較薄的垂向裂隙充填物的分析條件為1837＋/-5 m.y.。

圖3 鋯石包裹體中的U、Y、Hf的X熒光譜圖

圖4 復合鐵鈦氧化物晶的高空間解析度X 熒光譜圖

圖5 Fe和Ti剖面圖

（樣品由F.kalfoun，D.Lonov，C.Merlet提供）

圖6 獨居石晶體中Y和Th的分布情況

三、資料來源

www.cameca.com.The Fifth Generation Electron Probe—X⁃ray Spectrometr⁃ray Spectrometry Chemical Microanalysis Quantitative Mapping

『叄』 功率放大電路通常的分析方法有哪幾種

功率放大電路通常的分析方法有靜態分析和動態分析。

靜態分析包括計演算法和圖解分析法；動態分析包括圖解分析法和微變等效電路法。在分析方法上，由於管子處於大信號下工作，故通常採用圖解法。

功率放大電路的分析任務是：最大輸出功率、最高效率及功率三極體的安全工作參數。

(3)通道增強的微分析方法擴展閱讀

功率放大電路的特點

1、大信號工作，採用圖解分析法。

2、功率、效率、非線性失真為主要技術指標。

3、功率器件通常工作在極限狀態，保證其安全工作非常重要。

功率放大電路的幾種工作狀態

1、甲類工作狀態，晶體管的導通角θ＝2π，最大效率為50%。

2、乙類工作狀態，晶體管的導通角θ＝π，最大效率為78.5%。

3、甲乙類工作狀態，晶體管的導通角π＜θ＜2π，最大效率介於甲類和乙類之間。

『肆』 海水中微量元素的分析方法主要有哪些

靈敏度足夠高的海水微量元素的直接測定法不多，加上海水中有大量基體鹽類存在，不易得到可靠的結果，常先用分離富集方法，消除干擾，並提高待測微量成分的濃度，然後進行測定。 富集分離法 常用的方法有：溶劑萃取法、離子交換法、共沉澱法和凍干法等。 ① 溶劑萃取法。 例如吡咯烷基酸銨-甲基異丁基酮，可用於萃取海水中的鎘、銅、鎳、鉛、鋅、銀、鈷、鐵等元素，供原子吸收光度法測定用。 ② 離子交換法。纖維素交換法，可富集海水中的鈷、鉻、銅、鐵、鉬、鎳、鉛、鋅、鈾等元素，供X射線熒光法和中子活化法測定用；螯合樹脂交換法，可富集鎘、鉻、銅、鐵、錳、鎳、鉛、鋅等元素，供原子吸收分光光度法測定用。 ③ 共沉澱法。用分光光度法、原子吸收法或中子活化法測定海水中微量元素之前，可用共沉澱法富集分離。例如用氫氧化鐵為沉澱劑，分離海水中的砷、銪、鑭、釕、錫、鉭等成分之後，再用中子活化法測定它們的含量。 ④ 凍干法。可用於中子活化法測定海水中多種元素之前的富集，但不能分離出干擾元素。

『伍』 體內葯物分析常用的分析方法有

葯學專業知識（一）第六章生物葯劑學，是研究葯物吸收、分布、代謝與排泄過程，闡明葯物制劑劑型因素，生物因素與葯效關系。下面小編總結了葯物在體內的各過程：

體內過程示意圖
了解完葯物在體內的過程示意圖，接著我們來掌握執業葯師考試中涉及的相關考點：

1. 需要掌握的幾個概念

2. 葯物的跨膜轉運

【相關考題】

1.大部分口服葯物的胃腸道中最主要的吸收部分是

A.胃

B.小腸

C.盲腸

D.結腸

E.直腸

2.藉助載體或酶促系統，消耗機體能量，從膜的低濃度一側向高濃度一側轉運的方式是

A.濾過

B.簡單擴散

C.易化擴散

D.主動轉運

E.膜動轉運

答案：B D

『陸』 微生物分析法特點是什麼

微生物分析法特點
1.准確度高 近50年來，微生物法被廣泛地納入各類標准方法中，如AOAC，AACC，GB以及其他國家的標准方法。以AOAC為例，每種微生物方法的建立，都需要經過全球20家以上的實驗室進行方法驗證，因此微生物法准確性是被廣泛公認的。
2.先期投入少，見效快 該方法的先期投入少，當實驗室具備超凈台、培養箱、分光光度計、醫用滅菌器和一些實驗室常用玻璃器皿即可開展微生物法，不需要大量額外的人力和物力，適於在任何水平的實驗室快速建立。
3.微生物法的測定結果反映了樣品中具有生物活性的被測物含量。 由於微生物法是通過觀察微生物的生長繁殖速度來間接測定維生素的含量，並且微生物本身就是一種生物體，所以採用微生物法測定出的維生素均是能夠被生物體所利用的。例如，在測定螺旋藻中的維生素B12時，微生物法的測定結果遠小於其它方法的測定結果，Herbert 等人的研究證明，雖然螺旋藻含有豐富的維生素B12，但不具有生物活性，在人體內不能發揮其應有的生理作用。 可見，微生物法的測定結果反映了具有生物活性的維生素含量。
通常來說，當實驗室目前尚沒有準確可靠的其他方法，如維生素B12、葉酸、生物素、泛酸等；或者為了大量降低分析實驗的費用；或者為了快速建立分析方法，獲得數據；或者為了最大限度的利用實驗室有限的空間。

存在問題
雖然微生物具有以上優勢，但它仍舊逐漸被其他方法所取代，這是由於它固有的一些致命的缺點，主要包括以下幾點：
1.分析周期長 一般在4-6天，而其它方法（HPLC法）一般在1-2天內即可完成。
2.實驗步驟煩瑣 通常來說，微生物法要包括樣品前處理、菌種液的制備、測試管的制備、接種、測定、計算等步驟，與儀器分析方法相比，步驟繁多。
以上兩點與目前分析方法簡便、快速、高效的發展方向不符，這也正是微生物逐漸被其他方法替代的主要原因。

『柒』 ansys中如果想在已有模型上添加微通道應該怎麼建模

如果微通道結構比較簡單 ，就可以在ansys中直接建：先不考慮微通道，直接整體建模，然後建微通道 （布爾操作減去就可以）。
如果微通道結構比較復雜，那還是在其他軟體把所有結構畫好再導入吧。

愚見而已。

『捌』 有機微量分析與有機痕量分析的區別

有機微量分析與有機痕量分析的區別：精密度不同，分析不同。

一、分析不同：在分析化學中，根據分析試樣中待測組分的含量多少，分析化學可以分為：常量組分（質量分數>1%）分析、微量組分（0.01%~1%）分析、痕量組分（<0.01%）分析和超痕量組分（約0.0001%）分析。

二、精密度不同：常量分析和微量分析都需要較高的靈敏度，對於微量分析，靈敏度的要求更高。常量分析的精密度要求一般在2%以內。微量分析，不同的測定領域有不同的要求，如有機溶劑殘留、農葯殘留、體內葯物分析的精密度需要在10%以內。

微量分析適用於

極少量物質的分析，該方法已經應用了許多年了—比如，馬爾施的砷檢驗法和奈斯勒的氨檢驗法—而作為一種標准分析操作法的微量分析則是20世紀發展起來的。它主要是奧地利格拉茨大學的普列格爾和埃米希兩人工作的結果。定量微量分析方法在很大程度上是對傳統常量方法的高度改進和提高。

以上內容參考：網路-微量分析

『玖』 企業微觀環境分析方法有哪些

企業微觀環境分析方法有三種：

（一）企業資源分析法

企業的任何活動都需要藉助一定的資源來進行，企業資源的擁有和利用情況決定其活動的效率和規模。企業資源包括人、財、物、技術、信息等，可分為有形資源和無形資源兩大類。
1.人力資源。包括的數量、素質和使用狀況。人力資源分析的具體內容有各類人員（包括生產操作人員、技術人員、管理人員）的數量、技術水平、知識結構、能力結構、年齡結構、專業結構；各類人員的配備情況、合理使用情況；各類人員的學習能力及培訓情況；企業員工管理制度分析等。
2.物力資源。包括各種有形資產。物力資源分析就是要研究企業生產經營活動需要的物質條件的擁有情況以及利用程度。
3.財力資源。財力資源是一種能夠獲取和改善企業其他資源的資源，對財力資源的管理是企業管理最重要的內容之一。財力資源分析包括企業資金的擁有情況、構成情況、籌措渠道和利用情況，具體包括財務管理分析、財務比率分析、經濟效益分析等。
4.技術資源。主要分析企業的技術現狀，包括設備和各種工藝裝備的水平、測試及計量儀器的水平、技術人員和技術工人的水平及其能級結構等。
5.信息資源。信息資源包括的內容很多，如各種情報資料、統計數據、規章制度、計劃指令等等。信息資源分析現有信息渠道是否合理、暢通，各種相關信息是否掌握充分，企業組織現狀、企業組織及其管理存在的問題及原因等。

（二）企業文化分析法

企業文化分析主要是分析企業文化的現狀、特點以及它對企業活動的影響。企業文化是企業戰略制定與成功實施的重要條件和手段，它與企業內部物質條件共同組成了企業的內部約束力量，是企業環境分析的重要內容。
1.企業文化及其結構
企業文化是企業在運行過程中形成的，並為全體成員普遍接受和共同奉行的價值觀、信念、行為准則及具有相應特色的行為方式、物質表現的總稱。企業文化是客觀存在的。在一個有較長歷史的企業內，人們由於面臨共同的環境，通過在共同的活動中相互影響，會逐步形成某些相似思想觀念和行為模式，表現出獨特的信仰、作風和行為規則。若把一個企業看作一個整體的「人」，那麼企業文化就反映了這個「企業人」所具有的整體修養水平和處世行為特點。企業文化產生於企業管理的過程中，並隨著管理過程的發展及企業內外環境的變化而變化，是物質文化和精神文化相結合的產物。
企業文化結構如圖5.6所示，它包括三個層次：物質層、制度層和精神層。物質層是企業文化結構的表層，通過呈物質形態的產品形象、廠容廠貌、企業標志、員工服飾、企業環境等表現出來，通常稱為企業形象。制度層是指具有本企業文化特色的各種規章制度、道德規范和行為准則的總稱，它通過領導體制、規章制度、員工行為方式等反映出來。精神層是企業文化的深層次，是存在於企業成員思想中的意識形態，包括企業經營哲學、理想信念、價值觀念和管理思維方式等，通常稱為企業精神。
2.企業文化功能
企業文化在企業管理中的作用主要體現在激勵方面，具體有以下功能：
（1）導向功能。企業文化可以為企業生產經營決策提供正確的指導思想和健康的精神氛圍，如通過價值觀來引導職工，使得員工按照企業提倡的價值觀念來擺正自己的位置和做出行為決策，為實現企業目標而自覺地努力工作。
（2）凝聚功能。企業文化中共同的價值觀、信念和行為准則，就如同企業的「內部粘合劑」，可使企業職工產生強烈的集體意識，形成強大的凝聚力和向心力，是整個企業上下一心，同舟共濟。
（3）約束功能。企業文化中以規章制度、行為規范的形式體現出來的制度文化，對每個員工的行為無疑會有約束作用，更重要的是，整個企業文化會對企業全體成員的行為形成一種無形的群體壓力（包括輿論壓力、情感壓力等），從而約束員工的行為。
（4）輻射功能。企業文化不但在本企業中產生作用，還會通過各種渠道對社會產生作用。如員工與社會各方面的交往，產品的宣傳、銷售及服務，都會反映出企業的價值觀念和文化特點，可以讓社會了解企業，並對社會和其他企業產生影響。

（三）企業能力分析法

企業能力是指企業有效地利用資源的能力。擁有資源不一定能有效運用，因而企業有效地利用資源的能力就成為企業內部條件分析的重要因素。
1.企業能力分析的內容
企業能力可分為不同的類別，如按重要程度可分為一般能力和核心能力，按綜合性可分為綜合能力和專項能力，按內容可分為組織能力、社會能力、產品及營銷能力、生產及技術能力、市場開拓能力和管理能力等。不同的能力有不同的分析重點，如產品及營銷能力主要是分析產品的發展性、收益性和競爭性，市場營銷的現狀及潛力等，具體評價內容有產品質量、銷售增長率、市場佔有率、銷售利潤率、產品市場潛力等；生產及技術能力分析主要包括生產計劃與組織、生產管理能力、生產技術裝備水平、物資供應及工藝實施能力、技術開發能力等。
2.企業核心能力
核心能力，是指企業獨有的，能為顧客帶來特殊效用、使企業在某一市場上長期具有競爭優勢的內在能力。企業要形成和保持競爭優勢，只擁有一般的資源和能力還不行，必須形成超出競爭對手的特殊技能和能力。它是企業在發展過程中逐漸積累起來的知識、技能及其他資源相結合而形成的一種體系（或者說是一組技能和技術的集合），是企業擁有的最主要的資源或資產。核心能力可以是技術，如索尼公司的微型化技術，摩托羅拉公司的無線通訊技術，英特爾公司的晶元製造技術，佳能公司的光學鏡片成像技術和微處理技術；也可以是管理和業務流程，如全球規模最大、利潤最高的零售商沃爾瑪公司的「過站式」物流管理模式，聯邦快遞公司能保證及時運送的後勤管理，寶潔公司、百事可樂優秀的品牌管理與促銷，豐田公司的精益生產能力等；還可以是技術、經營、管理等能力的結合，如海爾的技術開發能力、質量保證能力和營銷能力所構成的核心能力。核心能力的儲備狀況決定了企業的經營范圍，特別是企業多角化經營的廣度和深度。
企業核心能力主要有以下幾個特徵：
（1）稀缺性。核心能力必須是企業所特有的，它能為企業帶來超過平均水平的利潤。
（2）難以模仿性。核心能力是競爭對手難以模仿的能力。它是企業中不同單位和個人相互作用的結果，是通過協調和組織企業生產技術方面的資源而獲得的。這種能力在發展過程中，通過自身的學習和積累，可以不斷得到強化，從而使競爭優勢得到鞏固和持續。所以，核心能力很難被競爭對手模仿而喪失。
（3）價值優越性。核心能力能很好地實現顧客所看重的價值，如能顯著地降低成本、提高產品質量、提高服務效率、增加顧客效用等，從而使企業在創造價值和降低成本方面比競爭對手更優秀。
（4）可延展性。核心能力能夠同時應用於多個不同的任務，使企業在較大范圍內滿足顧客的需要。如夏普公司的液晶顯示技術在筆記本電腦、袖珍計算器、大屏幕電視顯像技術等領域得到運用；日本本田公司的核心能力的基礎是發動機設計和製造，它支撐了小汽車、摩托車、割草機和賽車的製造。
從上述特徵可以看出，企業核心能力就像一棵大樹的樹根，樹的主幹是企業的核心產品，樹的枝葉就是企業的最終產品。如圖5.7所示。若遇上突然的變故折斷了樹干，但只要核心能力這個樹根還在，企業就有可能東山再起。因此，核心能力是企業長期競爭優勢的源泉，企業必須不斷地培育和發展自身的核心能力。
分析企業核心能力可以從三個方面入手：一是本企業的核心能力是什麼？現狀如何？二是企業核心能力是否能奠定和維持企業的競爭優勢？三是如何開發和培育企業的核心能力。

『拾』 圖像增強處理

近年來,數字圖像處理發展迅速,各種增強的方法層出不窮。以下僅介紹對地質應用較為有效的幾種方法,其他方法可參考已出版的遙感數字圖像處理的著作^[3,4]。

(一)反差增強

數字圖像,從理論上講,亮度取值范圍可從0-255,但實際圖像由於成像系統的特性、成像時的光照條件、以及像幅范圍內地物間輻射差異的大小等各種原因,常常使大部分像元的亮度集中在比較窄的動態區間,致使圖像的反差較小、色調單一(過「黑」或過「白」),難以從中區分出更多的地物信息,於是,改善和提高圖像的對比度——反差增強,便成了數字圖像增強首先遇到的一個問題。

反差增強也稱反差擴展,或拉伸增強,是一種通過拉伸或擴展圖像的亮度數據分布,使之占滿整個動態范圍(0—255),以達到擴大地物間亮度差異,分辨出盡可能多的亮度等級的一種處理技術。數字圖像的亮度分布,一般可用一幅圖像中不同灰級(亮度)像元所佔的比例——直方圖來表示(圖版25)。圖4-15顯示了一塊佔有8個灰級(0—7)的4×4小圖像的直方圖生成過程。可以看出它實際上是一種亮度分布函數(曲線)。反差擴展歸根到底就是通過改變這種分布曲線來達到增強的目的。

在反差擴展中,輸出的像元值y,是輸入的像元值(原圖像)x的函數:

遙感地質學

按照函數關系的不同可有不同類型的擴展(見圖4-16)。在處理方法上可以分為兩類,一類是使用函數變換對每個像元點進行變換處理,常用於有確定拉伸對象(地物目標)的情況下;另一類是改變像元間的亮度結構關系,即通過直方圖調整改變圖像的亮度結構。下面簡單介紹實際操作中常用的幾種方法。

圖4-15 直方圖製作示意圖

圖4-16 幾種反差擴展

1.線性擴展

將原圖像中像元的亮度按線性關系擴大,亮度擴展的范圍可任意給定,具體應用時可選擇圖4-16A中各種不同的形式。一般來說,對整幅圖像作全面而均勻的拉伸,可用簡單線性擴展(圖版27);當需要對某一灰度范圍進行增強,可採用分段擴展。按給定的分段界限的不同,可擴展直方圖中的任何一部分,但這種方法往往會造成分段點兩側亮度陡變,若分段點選擇不當,還會歪曲地物的波譜特徵,故在實際工作中應慎用。

2.非線性擴展

對原圖像亮度區間的各個部分按非線性關系作不均等擴展。通常是對亮區和暗區分別給以不同的擴展比例。例如,採用對數變換可使圖像的暗區(如大片陰影、大面積植被覆蓋)得到擴展,而亮區受到壓抑;相反,若擴展亮區,則要採用指數變換。在乾旱區,平原、盆地的亮度值普遍偏高,影像單調,經指數擴展,常可從中分出一些層次。此外,還可作正弦、正切等擴展(圖4-16B)。

3.直方圖調整

通過改善圖像的總體亮度結構(直方圖形態)來達到圖像增強的目的。其原理是,以一變換函數S=T(r),作用在原圖像的直方圖P_r(r)上,使之變成具有某種特定亮度分布形態的直方圖P_s(s)(圖4-17),並根據P_s(s)變更原圖像各像元的亮度值。一般來說,這種方法著重於擴展高頻數亮度值之間的間隔,使直方圖中部所包含的地物反差顯著增強,而有利於地質體的區分。常用的直方圖調整方法有直方圖均衡化和直方圖正態化等。圖版28即為直方圖均衡處理的結果。

反差擴展是針對單波段的一種圖像增強處理,使用得當,可明顯改善像質,提高圖像的對比度(參見圖版26和27、28)。在作彩色合成等多波段的增強處理時,一般都要先對各個波段的數據作適當的拉伸,以獲得理想的彩色增強效果。因此,它也是其它增強處理的基礎和先導。從這個意義上說,它還具有預處理的作用。

(二)彩色增強

數字圖像的彩色增強處理也可以有單波段圖像的偽彩色處理和多波段圖像的彩色合成兩個不同的途徑:

1.單波段圖像的偽彩色增強

對於單波段圖像生成偽彩色最簡單的方法是彩色密度分割,其原理與光學密度分割一致,但比光學密度分割靈活、方便,可分割的等級也更細,並且光譜意義也更明確。一個數字圖像系統可以說是性能更優越的彩色等密度分割儀。與光學分割一樣,它對於有著遞變規律的地表景物的顯示十分有效,有時也能顯示出一些細節變化。但在數字數字圖像處理中,它主要是用於檢測單波段圖像的亮度值變化趨勢信息,為後續處理提供參考。

另一種單波段偽彩色處理方法是偽彩色合成。它是對單波段的CCT數據通過加色比例變換函數把黑白灰級變換為紅、綠、藍彩色級,然後再加色合成(圖4-18),生成偽彩色圖像。由於這種圖像能把單波段上不易區分的細微灰度變化映射成不同的色彩,因此比彩色密度分割有更好的快速檢測單波段圖像灰度變化信息的效果。

圖4-17 直方圖調整圖

圖4-18 偽彩色合成示意圖

2.多波段圖像的彩色合成

與光學圖像處理相仿,數字圖像的單波段彩色增強照例不足以揭示多波段遙感中地物在不同波段上豐富的波譜特徵信息。為了發掘多波段數字圖像的信息優勢,提高圖像的解譯判讀效果,同樣可採用彩色合成。其基本的方法原理與單波段偽彩色合成關同,只是紅、綠、藍變換不是對同一波段,而是分別對三個(或二個)波段實施,即由三個(或二個)波段的CCT數值根據設定的波段灰度與彩色之間的變換關系表,直接控制圖像處理系統中彩色顯示裝置的紅、綠、藍三色槍的光強輸出,加色合成顯示在彩色屏幕上,形成彩色圖像(圖4-19);或者以三色依次掃描到彩色膠片上,再印放成彩色像片。目前這類處理不僅可在專用圖像處理機上實現,而且已可在微機上藉助圖像處理板實現,甚至在TVGA圖形卡的支持下通過彩色模擬程序在微機上完成。後者受TVGA卡只能顯示256色的限制,色彩尚不盡豐富,但一般的合成顯示是能勝任的。

與光學處理相比,數字圖像的彩色合成不僅省卻了製作單波段黑白膠片影像的過程,也避免了膠片拷制過程中的信息丟失,而且由於CCT的量化等級高達256級,遠遠高於黑白影像可分辨的灰度變化,因此其色彩層次往往比光學合成要豐富得多;同時,在計算機圖像處理系統中,各個波段的數據可以十分方便地作各種拉伸變換(反差擴展),顯示器上的跟蹤球還可任意調節色彩變化,從而能快速獲得不同增強效果的彩色圖像,比起黑白膠片需要通過影像拷貝來改變影像密度要方便、靈活得多,顯示出更大的優越性。

在數字圖像處理中,彩色合成通常是最常用、最基本,往往也是最便捷有效的增強處理方法。其影像增強的效果與光學合成處理相類似,照例可分為真彩色、似(模擬)真彩色、假彩色等不同的種類;不同的波段一色通道(相當於濾光片)組合方案具不同的色彩及地物增強效果;充分利用地物波譜特徵(曲線),選擇合成方案同樣是取得理想增強效果的關鍵。由於這些內容在光學彩色合成中已有較詳論述,這里不再重復。

尚需指出的是,數字圖像的彩色合成目前已不僅僅針對不同波段進行,而且還可以用不同的數字處理結果(如比值、KL變換的不同分量等)作輸入圖像,獲得全新含義的合成圖像(如比值合成圖像);更進一步,已可以將非遙感的地質信息(如物、化探數據)通過彩色坐標變換(IHS變換)轉換成R、G、B分量,作為輸入圖像,製成多元信息復合的彩色合成圖像。因此如何選擇波段或分量進行彩色合成是一個重要問題。目前常用OIF值作為衡量合成方案優劣的因子,它的基本原理是根據圖像的統計特徵來選定,就理論而言,OIF值越大,則合成方案越佳。

OIF可用下式計算:

圖4-19 數字圖像彩色合成示意圖

遙感地質學

其中Ss為第i波段的亮度標准差,標准差越大,表明該圖像包含信息量越大,rs為合成分量間的相關系數,相關系數越小,表明圖像間的冗餘度越小。

現以某地一個實例說明,先計算TM各波段(TM6波段除外)的標准差,分別為:17.02,10.29,14.04,15.95,31.38,19.36。6個波段間的相關系數如表4-2。

表4-2 TM圖像各波段相關系數表

這樣可以計算出不同合成方案的OIF值:

TM145:32.22;TM345:29.08;

TM457:28.96;TM147:26.97;

Tm245:26.78;TM157:25.42

在實際應用中,直接使用OIF因子,效果不一定理想,還應從應用目的出發,進行波段的選擇。

(三)比值增強

比值增強是最為常用的一種運算增強方法。它是通過不同波段的同名像元亮度值之間的除法運算,生成新的比值圖像來實現的。對於多波段數字圖像,可以有多種不同的比值:

1.基本比值

純以兩個波段的數值相比,故也稱簡單比值。用g_k(k=1,2,……N)代表一個多波段圖像(N為波段數),任一比值圖像可表示為:

遙感地質學

其中,a和b是調節參數。由N個波段可得出的比值數目為P=N(N-1),如TM圖像,除TM₆(熱紅外)之外,共可組成30種比值;

2.和差組合比值

由兩個波段的和與差構成的比值,如:

遙感地質學

3.交叉組合比值

由3個或更多的波段構成的比值。其中分子和分母所包含的波段是不同的,如:

遙感地質學

4.標准化比值

由單個波段與所有波段之和構成的比值,即

遙感地質學

其中,i=1,2……N。如MSS圖像,常使用4、5、7三個波段,則可構成:

遙感地質學

上述四種比值以基本比值和標准化比值更為常用。

比值處理簡便易行,而且對地質信息尤為敏感,因而現今基本上已成為遙感地質研究中廣為應用的例行處理方法之一。其基本功用在於:

(1)能擴大不同地物之間的微小亮度差異,有利於岩石、土壤等波譜差異不太明顯的地物的區分,也可用於植被類型和分布的研究。例如,鐵帽與植被在單波段上不易區分,而通過MSS_5/4和MSS_7/5二維比值分析,明顯區分了出來(圖4-20)。

(2)消除或減弱地形等環境因素的影響。例如,某地砂岩在陽坡和陰坡有不同的亮度,但在MSS_4/5上,比值卻非常接近(表4-3),因此消除了地形的影響(參見黑白圖版29)。

(3)提取與找礦有關的專題信息。例如含羥基的粘土礦物在2.2μm附近存在有強吸收,故在TM₇上為低亮度,而在TM₅上它仍為高亮度,因此TM_5/7常被用來提取與粘土化有關的礦化蝕變信息;再加0.48μm是鐵離子電荷轉移強烈吸收的位置,故用TM_5/1利於提取與鐵礦物有關的信息。

(4)比值合成增強岩性及蝕變岩信息。以若干個比值圖像作為輸入圖像,進行假彩色合成,在輸出的彩色合成圖像上常能有效地增強岩石的波譜信息差異。例如,在我國銅陵地區採用TM₄(R)、5/4(G)、5/2(B),4(R)、5/2(G)、4/3(B)等方案製作的比值合成圖,有效地圈定出了志留系地層、岩體、大理岩化等岩性信息。在河北遷安地區利用MSS的標准化比值製作的合成圖像上區分磁鐵礦石及圍岩也取得好效果。

比值增強生成比值圖像後,原來的獨立波譜意義就不存在了。由此也給它帶來一個很大的缺陷,就是丟失了地物總的反射強度(反射率)信息。例如,暗色的岩石和淺色的岩石之明顯差異也被損失;由於壓抑了地形信息,其作為地質解譯的一個重要標志也被損失。為了彌補此不足,通常採用一個波段的原圖像與(兩個)比值圖像作彩色合成的辦法;此外,比值有可能增加雜訊,而大氣散射也會給比值結果帶來干擾,因此,處理前更要注意做消條帶和大氣校正。

表4-3 不同光照條件下砂岩反射比

(據F.F.Sabins,1977)

圖4-20 比值分布示意圖

(四)卷積增強

地物的邊界及各種線性形跡,通常都表現有一定的空間分布頻率,因此,可以通過空間域或頻率域的濾波對它們進行增強。其中,卷積處理就是比較簡便有效而最常使用的空間濾波方法之一。

與前述幾種增強不同,卷積增強是一種鄰域處理技術。它是通過一定尺寸的模板(矩陣)對原圖像進行卷積運算來實現的。以3×3(像元)的模板為例,其處理過程如圖4-21,

即相當於把模板逐次放在每一個像元上,計算模板元素和對應像元亮度值的乘積和,用數學式可表示為:

遙感地質學

圖4-21 空間卷積

式中,m₁為模板元素值,g_s為相應圖像中各像元的亮度值。f為卷積值,亦就是濾波後(模板)中心像元的輸出值。

增強不同方向的邊界(或線性體),則是按一定的排列方向來分配模板中各元素的權系數。例如圖4-22(a)、(b)、(c)、(d)便是分別對水平(相當於遙感圖像的掃描線方向)、45°、垂直、135°四個方向進行增強的一組3×3模板。改變模板尺寸(5×5、7×7……等等)和板內元的差值可產生不同的效果。一般,模板越大、差值越大,對低頻的粗大構造形跡的增強越明顯,而高頻信息(小斷層、節理裂隙等)增強的幅度越小。模板可設計成不同的增強方向,但模板元素的數目均應為奇數;一般最大為15×15,模板尺寸太大,則其計算量也大,而卷積效果也不一定好。

圖4-22 方向模扳

卷積增強對於突出某一方向的地質體邊界和線性斷裂構造或形跡常具明顯的效果(圖版30),對一些環形構造或線跡也會起到增強的作用,因此在遙感地質研究中被廣泛使用。

(五)K-L變換

K-L變換是多波段遙感圖像變換增強的常用方法之一,通常也稱主組分分析或主成分分析。在數學含義上,它是一種基於圖像統計特徵的多維正交線性變換。經這種變換後生成一組新的組分圖像(數目等於或小於原波段數)是輸入的若干原圖像的線性組合即

遙感地質學

其中,X是原多波段圖像的數據矩陣,矩陣元素為p個波段的像元值向量;Y是輸出的主組分矩陣,即q個組分的像元值向量,一般q≤p;T為變換核矩,通常為由變換波段之間的協方差矩陣所產生的特徵向量矩陣。在p=3,q=4的情況下

遙感地質學

y₁、y₂、y_s按協方差矩陣的特徵值大小依次排序。

從幾何意義上講,K-L變換相當於空間坐標的旋轉。圖4-23表示了一個二維空間坐標變換。圖中X₁、X₂表示兩個波段的像元值,黑點為相應的數據域。K-L變換相當於坐標軸旋轉一個θ角,把數據域變換到Y₁、Y₂的新坐標系統上,即:

遙感地質學

圖4-23表明,K-L變換後,第一主組分(Y₁)取得最大的信息量(可達90%左右),其餘依飲減小。一般情況下,一、二、三主組分基本上已集中了絕大部分的信息,後面組分包含的信息量往往已非常小。因此,K-L變換一個最基本的功能就是,可以在信息損失最小的前提下,減少變數數目、降低數據維數,起到數據壓縮的作用。這對多波段遙感特別有意義,因為它們通常為多變數,數據量也很大(一個TM波段達42兆),隨著波段數越來越多和地面分辨力越來越高,還將更大(所謂「海量數據」)。

一般認為,K-L第一主組分基本上反映了地物總的輻射差異,其它組分則能夠揭示地物的某些波譜特徵。由上圖可以看出,各組分之間互相「垂直」,即不相關。這就使K-L變換還具有分離信息、減少相關、突出不同地物目標的作用。因而,在用K-L不同組分作假彩色合成時,往往可顯著提高彩色增強效果,會有助於岩類的區分。但要注意的是,各組分的地質應用價值不能依它們的排序(即方差的大小)來確定。例如,MSS的K-L變換中,有時第四主組分反而比第三主組分區分岩性的作用更大。

在實際應用中,也常用比值或差值圖像,以及與原圖像合在一起作K-L變換。這對於提取某些專題信息會特別有用的。一個典型的例子是,TM_5/7可提取與粘土化有關的礦化蝕變信息,但植被的TM_5/7比值常常也很高,以致前者的信息往往被淹沒在後者的「汪洋大海」之中,我國南方地區尤甚。然而,TM_4/3恰主要只反映植被信息,因此,當用TM_4/3、TM_5/7作K-L變換,其第一主組分便集中了兩個比值的基值——植被信息,而蝕變信息被分配到第二主組分中,這就把二者分離了開來,進一步在第二主組分中提取蝕變信息(圖42-4),效果便顯著提高。此法已在南方某銀鉛鋅礦區取得了很好的效果。

圖4-23 兩個波段(或其他變數)情況下的主組分變換

圖4-24 我國南方某地蝕變帶信息提取的程序框圖

與KL-變換相類似的另一種線性變換方法是近年來發展起來的K-T變換。緣於在MSS和TM數據空間中植被光譜隨時間變化的軌跡構成一個「纓帽」的圖形,故亦稱「纓帽變換」。該變換有助於分離(提取)植被(綠度)和土壤(濕度)等信息,已引起人們的興趣。有關這一變換的論述可參見文獻[3]。

(六)IHS變換

在色度學中,存在有兩種彩色坐標系統:一是由紅(R)、綠(G)、藍(B)三原色構成的彩色(RGB)空間;另一是由亮度(I)(或稱明度、強度)、色調(H)、飽和度(S)構成的色度(IHS)空間(亦稱孟塞爾坐標)。這兩個系統的關系可用圖4-25表示,此時,IHS的范圍呈現為一圓錐體;在垂直於IHS圓錐軸的切面上,二者則呈現為圖4-26所示的關系。該圖中,I軸垂直於紙面(過S=0,白光點),沿I軸只有亮度明暗(白一黑)差異;圓周代表H的變化,並設定紅色為H=0;半徑方向代表飽和度,圓心處S=0,為白色(消色),圓周處S=1,彩色最純。

很明顯,這兩個坐標系之間可以互相轉換,這種轉換即稱為IHS變換,或彩色坐標變換(也稱孟塞爾變換)。通常把RGB空間變換到IHS空間稱之為正變換,反過來,由IHS變換到RGB稱反變換。

當不直接採用三原色成分(R、G、B)的數量表示顏色,而是用三原色各自在R、G、B總量中的相對比例r、g、b來表示,即:

圖4-25 強度、色頻(彩)與飽和度(IHS)和紅、綠、藍(RGB)空間關系示意圖

圖4-26 通過垂直IHS圓錐切面表示IHS與RGB的關系

遙感地質學

此時如為紅色白色則為 。兩個坐標系之間的轉換關系,可簡化為:

遙感地質學

把R、G、B和I、H(0-3)、S(0-1)值擴展到0-255數據域,設計相應的程序,在數字圖像系統上便能自如地實現相互間的轉換和顯示。

目前在遙感數字圖像處理中,IHS變換多用於以下研究。

1.彩色合成圖像的飽和度增強

當用以合成的三個原始圖像相關性較大時,常規處理往往合成圖像的飽和度會不足,色彩不鮮(純),像質偏灰,且較模糊、細節難辨(彩版3-4)。通過IHS變換,在IHS空間中增強(拉伸)飽和度S,用反變換求R、G、B進行彩色顯示(圖4-27),則可顯著改善圖像的顏色質量和分辨能力(圖版5,6)。

2.不同解析度遙感圖像的復合顯示

直接把不同解析度圖像輸入R、G、B通道作彩色合成復合顯示,即使幾何配精度很高,也難以獲得清晰的圖像(低分辨圖像使像質模糊)。採取將最高解析度圖像置作「I」、次高置作「H」、低分辨者置作「S」,然後反變換,求出R、G、B作復合彩色顯示,則基本可使合成圖像保持有高分辨圖像的清晰度。對TM(常取其中兩個波段)和SPOT(常取全色波段)圖像作此種復合,既可獲得SPOT的高解析度,又可充分利用TM豐富的波譜信息。

3.多源數據綜合顯示

採用常規方法對遙感圖像與物化探等地學數據作綜合處理,不但極不方便,充其量也只能把等值線疊合到遙感圖像上。將物探(航磁、重力等)或化探(元素異常)信息數字化,分別置作「H」或「S」,以遙感圖像(取一個波段)為「I」,作IHS的正反變換(圖42-8)便可獲得色彩分明的遙感與物化探信息復合的彩色圖像。這類圖像通常既具遙感圖像清晰的地貌、地質背景,又能將物化探信息准確地反映在這一背景上,十分有利於它們相互關系的綜合分析和解譯(圖版20)。

圖4-27 飽和度增強處理流程圖

圖4-28 多源數據綜合顯示框圖