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光学被动成像干涉技术探测深海热液CH4

刘青松 胡炳樑 唐远河 于涛 王雪霁 刘永征 杨鹏 王浩轩

刘青松, 胡炳樑, 唐远河, 于涛, 王雪霁, 刘永征, 杨鹏, 王浩轩. 光学被动成像干涉技术探测深海热液CH4[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(9): 903006-0903006(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0903006
引用本文: 刘青松, 胡炳樑, 唐远河, 于涛, 王雪霁, 刘永征, 杨鹏, 王浩轩. 光学被动成像干涉技术探测深海热液CH4[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(9): 903006-0903006(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0903006
Liu Qingsong, Hu Bingliang, Tang Yuanhe, Yu Tao, Wang Xueji, Liu Yongzheng, Yang Peng, Wang Haoxuan. Detection of abyssal hydrothermal CH4 based on optical passive imaging interference technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(9): 903006-0903006(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0903006
Citation: Liu Qingsong, Hu Bingliang, Tang Yuanhe, Yu Tao, Wang Xueji, Liu Yongzheng, Yang Peng, Wang Haoxuan. Detection of abyssal hydrothermal CH4 based on optical passive imaging interference technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(9): 903006-0903006(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0903006

光学被动成像干涉技术探测深海热液CH4

doi: 10.3788/IRLA201847.0903006
基金项目: 

国家重点研发计划项目(2017YFC1403700);国家自然科学基金面上项目(61675165);中国科学院光谱成像技术重点实验室开放基金(LSIT201714D)

详细信息
    作者简介:

    刘青松(1991-),男,博士生,主要从事海洋光学、光谱成像技术方面的研究。Email:s-liuqingsong@opt.cn

  • 中图分类号: P716+.42

Detection of abyssal hydrothermal CH4 based on optical passive imaging interference technology

  • 摘要: 为了实现对热液甲烷浓度、温度和压强信息的实时、长期探测,提出一种新颖的光学被动成像干涉系统(Optical Passive Imaging Interference System,OPⅡS),并建立了该系统的正演模型和反演模型。首先利用IDL语言建立了包括深海气体辐射模型、海水传输模型和仪器响应模型的OPⅡS正演模型,并模拟其正演干涉图。正演干涉图信噪比总体处于50~70,浓度探测灵敏度为0.1 mmol/L,温度灵敏度为2 K,压强灵敏度为0.1 MPa。其次采用成像干涉技术结合偏最小二乘法的方法进行OPⅡS数据的精确、快速反演。利用25个建模样本建立了甲烷多因变量PLS回归模型,并利用25个预测样本对回归模型进行交叉检验。该最优回归模型的浓度预测最大误差为1.9%,温度预测最大误差为0.38%,压强预测最大误差为1.0%。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-07
  • 修回日期:  2018-05-12
  • 刊出日期:  2018-09-25

光学被动成像干涉技术探测深海热液CH4

doi: 10.3788/IRLA201847.0903006
    作者简介:

    刘青松(1991-),男,博士生,主要从事海洋光学、光谱成像技术方面的研究。Email:s-liuqingsong@opt.cn

基金项目:

国家重点研发计划项目(2017YFC1403700);国家自然科学基金面上项目(61675165);中国科学院光谱成像技术重点实验室开放基金(LSIT201714D)

  • 中图分类号: P716+.42

摘要: 为了实现对热液甲烷浓度、温度和压强信息的实时、长期探测,提出一种新颖的光学被动成像干涉系统(Optical Passive Imaging Interference System,OPⅡS),并建立了该系统的正演模型和反演模型。首先利用IDL语言建立了包括深海气体辐射模型、海水传输模型和仪器响应模型的OPⅡS正演模型,并模拟其正演干涉图。正演干涉图信噪比总体处于50~70,浓度探测灵敏度为0.1 mmol/L,温度灵敏度为2 K,压强灵敏度为0.1 MPa。其次采用成像干涉技术结合偏最小二乘法的方法进行OPⅡS数据的精确、快速反演。利用25个建模样本建立了甲烷多因变量PLS回归模型,并利用25个预测样本对回归模型进行交叉检验。该最优回归模型的浓度预测最大误差为1.9%,温度预测最大误差为0.38%,压强预测最大误差为1.0%。

English Abstract

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