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基于多元散射校正的光谱共焦位移测量方法分析与研究 被引量:1
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作者 李春艳 王泞淋 +3 位作者 刘继红 武少杰 付雯雯 任凯利 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期221-230,共10页
为提高光谱共焦位移测量系统精度,对样品表面散射特性的影响进行了研究。首先,介绍了光谱共焦位移测量系统的原理,基于标量散射理论,推导了表面散射特性影响下的光谱共焦轴向响应,建立了散射对位移测量影响的关系模型。然后,对散射引起... 为提高光谱共焦位移测量系统精度,对样品表面散射特性的影响进行了研究。首先,介绍了光谱共焦位移测量系统的原理,基于标量散射理论,推导了表面散射特性影响下的光谱共焦轴向响应,建立了散射对位移测量影响的关系模型。然后,对散射引起的峰值波长曲线偏移导致的位移测量误差进行了理论研究和仿真分析;结果表明:在样品表面粗糙度较大时,会产生较大的散射效应,导致测量精度明显下降;同时,在进行光谱共焦位移测量时受各波长入射特性的影响。为校正散射的影响,提出采用多元散射校正方法结合广义回归神经网络(General Regression Neural Network, GRNN)对光谱数据进行处理,建立了散射校正算法模型。最后,搭建实验平台,选取样品进行了位移测量实验;实验结果表明,系统的测量性能随粗糙度的增大而降低,对于粗糙度为20 nm的样品散射误差校正后测量结果的最大位移测量误差从12.6μm降为1.9μm,平均位移测量误差从8.1μm降为0.86μm,提高了位移测量精度,验证了理论分析的正确性以及提出的散射校正方法的有效性。文中研究结果对提高光谱共焦位移测量系统的精度具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 光谱共焦 表面散射特性 位移测量 光谱数据处理 多元散射校正
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多元散射校正技术用于近红外定标波长组合的优选研究 被引量:16
2
作者 芦永军 曲艳玲 +1 位作者 冯志庆 宋敏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期58-61,共4页
在近红外光谱定量分析技术中,多元散射校正(MSC)算法可以有效地剔除由于样品颗粒度、装填密度、湿度等物理因素所导致的散射影响,有效地提高了光谱的信噪比。相关光谱法反映了样品待测成分光谱信息和浓度信息之间的线性相关性,在定标波... 在近红外光谱定量分析技术中,多元散射校正(MSC)算法可以有效地剔除由于样品颗粒度、装填密度、湿度等物理因素所导致的散射影响,有效地提高了光谱的信噪比。相关光谱法反映了样品待测成分光谱信息和浓度信息之间的线性相关性,在定标波长优选过程中发挥了重要作用。然而采用单一波长通道一元线性回归计算得到的相关光谱极易受到散射的影响,掩盖了待测成分的特征线性信息,将多元散射校正技术用于相关光谱的信息提取和噪声压制,克服了上述的困难,并通过人参样品的定标实验验证,得到了良好的效果和满意的定标结果。 展开更多
关键词 近红外 多元散射校正 相关 定标
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近红外相关光谱的多元散射校正处理研究 被引量:55
3
作者 芦永军 曲艳玲 宋敏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期877-880,共4页
近红外相关光谱法可以揭示待测成分光谱吸光度数据与浓度数据之间的全光谱线性相关性,明确待测成分在近红外波段的特征吸收位置,为定标波长的优选提供了依据。但是该相关光谱法极易受到样品颗粒的散射影响而掩盖与待测成分相关的光谱信... 近红外相关光谱法可以揭示待测成分光谱吸光度数据与浓度数据之间的全光谱线性相关性,明确待测成分在近红外波段的特征吸收位置,为定标波长的优选提供了依据。但是该相关光谱法极易受到样品颗粒的散射影响而掩盖与待测成分相关的光谱信息。文章首先提出将原始近红外光谱数据进行散射校正处理后再参与相关运算得到散射校正相关光谱的思想,经过实验验证得到的散射校正相关光谱有效地降低了散射的影响,提高了相关光谱的信噪比,更加准确地表征了待测成分吸光度数据与浓度数据之间在近红外全光谱通道的线性相关性。 展开更多
关键词 近红外 相关光谱 多元散射校正
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多元散射校正对近红外光谱分析定标模型的影响 被引量:44
4
作者 赵强 张工力 陈星旦 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期53-58,共6页
采用近红外漫反射光谱分析技术,用傅里叶变换型光谱仪对50个烟叶样品采集吸收光谱,采用常用的多元散射校正(MSC)对光谱预处理,通过主成分分析、相关谱等方法比较分析了预处理对光谱分析的影响,用偏最小二乘(PLS)回归法建立近红外光谱与... 采用近红外漫反射光谱分析技术,用傅里叶变换型光谱仪对50个烟叶样品采集吸收光谱,采用常用的多元散射校正(MSC)对光谱预处理,通过主成分分析、相关谱等方法比较分析了预处理对光谱分析的影响,用偏最小二乘(PLS)回归法建立近红外光谱与总糖含量的定标模型,用 Leave One Out的交叉检验(Cross Validation)检验定标模型,结果 PLS 因子数由 MSC校正前的 5 降为校正后的 3,RM SECV值仅由0.884 1%降为0.85%。实验证明:对光谱进行MSC预处理能有效减少模型的最佳因子数,简化数学模型,使模型更稳定,更便于传递,但并不能显著减小最优定标模型的预测标准差,即不能显著提高模型的预测能力。 展开更多
关键词 多元散射校正 近红外光谱 模型 因子 偏最小二乘回归
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多元散射校正预处理波段对近红外光谱定标模型的影响 被引量:51
5
作者 王动民 纪俊敏 高洪智 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2387-2390,共4页
利用近红外光谱对非均匀样品进行分析时,所得样品光谱中包含由光散射导致的干扰信息,通常需要借助多元散射校正算法(multiple scattering correction,MSC)对光谱进行预处理。由于不同波段光谱中所包含的散射信息、噪声水平、基线漂移程... 利用近红外光谱对非均匀样品进行分析时,所得样品光谱中包含由光散射导致的干扰信息,通常需要借助多元散射校正算法(multiple scattering correction,MSC)对光谱进行预处理。由于不同波段光谱中所包含的散射信息、噪声水平、基线漂移程度等存在差异,利用MSC方法对光谱进行预处理时,基于不同波段的光谱数据会得到不同的校正结果,进而影响所得定标模型的可靠性。以60个全麦粉样品为研究对象,确定定标区间后,对包含定标区间的不同波段的原始光谱分别进行MSC处理,并利用固定区间内的光谱数据结合偏最小二乘回归(partial least square regression,PLSR)方法建立分析样品中蛋白质含量的定标模型,研究了MSC光谱预处理波段对定标模型的影响,并对MSC光谱预处理波段进行了优化,使定标模型的相关系数由0.96提高到0.98,交互验证均方根误差(root mean squares error of cross validation,RMSECV)由0.37%降低到0.32%。结果表明:利用MSC方法对样品光谱预处理时,光谱预处理波段会影响多元散射校正对光谱中非化学吸收信息的校正能力,确定合适的预处理波段是获得可靠分析结果的一个前提条件。 展开更多
关键词 多元散射校正 预处理波段 偏最小二乘回归 近红外光谱分析
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基于多元散射校正和偏最小二乘(MSC/PLS)的傅里叶变换近红外光谱检测蜂蜜中还原糖 被引量:17
6
作者 张欣 单杨 李水芳 《食品与机械》 CSCD 北大核心 2009年第6期109-112,共4页
为快速无损测定蜂蜜的还原糖,提出一种用近红外光谱技术进行检测的新方法。选用SN/T0852——2000铁氰化钾滴定法作为光谱还原糖测定的标定方法,用不同光谱预处理方法对模型的影响进行比较。首先用MSC对光谱数据进行校正,在经过Norris导... 为快速无损测定蜂蜜的还原糖,提出一种用近红外光谱技术进行检测的新方法。选用SN/T0852——2000铁氰化钾滴定法作为光谱还原糖测定的标定方法,用不同光谱预处理方法对模型的影响进行比较。首先用MSC对光谱数据进行校正,在经过Norris导数平滑法对原始光谱进行预处理消除噪声。利用光谱专用分析软件TQAnalyst7.2,建立偏最小二乘(PLS)校正模型。最优光谱模型校正相关系数(R)、校正相关均方差(RMSEC)、预测相关均方差(RMSEP)、交互验证相关系数(RCV)、交叉验证均方差(REMSECV)分别为0.97056,1.21,1.54,0.96267,1.36。结果表明,应用多元散射校正(MSC)处理,并经过Norris二阶导数平滑后的PLS模型优于经典PLS算法所建立的模型。 展开更多
关键词 近红外 蜂蜜 还原糖 多元散射校正 偏最小二乘
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多元散射校正和逐步回归法建立黑土有机碳近红外光谱定量模型 被引量:10
7
作者 申艳 张晓平 +3 位作者 梁爱珍 时秀焕 范如芹 杨学明 《农业系统科学与综合研究》 CSCD 2010年第2期174-180,共7页
采用全谱建立近红外校正模型,计算工作量大且冗余信息多。通过特定方法筛选特征波长有可能得到更好的定量校正模型。逐步回归法在波长选取方面起到了重要的作用。多元散射校正技术(Multiple scatter correction,MSC)可以有效剔除由... 采用全谱建立近红外校正模型,计算工作量大且冗余信息多。通过特定方法筛选特征波长有可能得到更好的定量校正模型。逐步回归法在波长选取方面起到了重要的作用。多元散射校正技术(Multiple scatter correction,MSC)可以有效剔除由样品颗粒大小、装填密度、湿度等不同引起的散射影响,有效提高光谱的信噪比。以我国东北黑土为研究对象,采集了136个土壤样品3699cm^-1-12000cm^-1范围的近红外光谱,利用多元散射校正技术对近红外原始光谱数据进行预处理,评价MSC的去噪效果,并利用多元线性回归法建立了土壤有机碳含量与校正光谱优选波长点处吸光度之间的关系模型,评价多元逐步回归法优选波长的有效性。结果表明,多元散射校正技术有效降低了散射的影响,提高了相关光谱的信噪比,模型决定系数从0.598提高至0.681。基于手动挑选波长建立的模型决定系数高达0.956,预测样品集模型预测值与实测值之间的相关系数为0.823。手动挑选波长建立的SOC模型预测能力优于基于逐步回归方法建立的定量模型,利用逐步回归分析法优选波长还需要进一步研究。图7,参26。 展开更多
关键词 近红外 多元散射校正 多元逐步回归 波长选择
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基于机器学习的油茶叶片钾含量估算模型构建
8
作者 唐雪海 燕李鹏 +4 位作者 傅根深 匡帆 窦敏 黄庆丰 欧强新 《中国油料作物学报》 北大核心 2025年第2期488-501,共14页
为实现大面积油茶林生长遥感监测,构建适用于长林系列油茶钾含量估算模型,利用高光谱进行叶片钾(LKC)无损监测,探明油茶叶片钾含量与冠层光谱的响应关系。使用多元散射校正和Savitzky-Golay卷积一阶求导(SGFD)对长林系列油茶的冠层光谱... 为实现大面积油茶林生长遥感监测,构建适用于长林系列油茶钾含量估算模型,利用高光谱进行叶片钾(LKC)无损监测,探明油茶叶片钾含量与冠层光谱的响应关系。使用多元散射校正和Savitzky-Golay卷积一阶求导(SGFD)对长林系列油茶的冠层光谱进行预处理,建立多波段光谱指数组合,构建LKC最优估算模型。结果表明:LKC与原始光谱的响应在绿光和红光波段敏感区间的光谱反射率与叶片钾含量为负相关,反映养分含量变化对光合色素的整体影响;预处理效果上,SGFD整体优于多元散射校正,预处理与光谱指数的组合效果会随光谱维度的增加发生变化,冠层尺度下LKC与光谱特征的绝对值最大相关系数为0.62;混合变量选择策略VCPA-IRIV(变量组合集群分析VCPA和迭代保留信息变量IRIV的组合)对光谱变换特征具有99%以上的变量空间压缩率,有效提升了估算模型精度,经多元散射校正和SGFD预处理后的保留变量数增加,其中两波段和三波段光谱指数在入选波长组合位置上具有强弱光谱信号结合的特点。最适LKC模型是SGFD-NDSI-BPNN,R_(P)^(2)=0.84,RMSEP=0.35 g/kg,RPD=2.56。本文构建的长林系列油茶林LKC估算模型,可为大面积油茶林生长的遥感监测提供依据。 展开更多
关键词 油茶 叶片钾含量 光谱指数 多元散射校正 Savitzky-Golay卷积一阶求导 养分监测
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一种植物叶片生化成分光谱无损检测的光程长校正方法 被引量:3
9
作者 张倩暄 张广军 李庆波 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1310-1314,共5页
利用可见/近红外光谱分析技术定量分析叶片生化参数含量时,由光散射效应和叶片厚度等引起的样本间光程长差异会影响校正模型的预测精度。文章提出了一种改进的扩展多元散射校正(EMSC)光程长方法,利用差谱矩阵的主成分代替物质纯谱,对实... 利用可见/近红外光谱分析技术定量分析叶片生化参数含量时,由光散射效应和叶片厚度等引起的样本间光程长差异会影响校正模型的预测精度。文章提出了一种改进的扩展多元散射校正(EMSC)光程长方法,利用差谱矩阵的主成分代替物质纯谱,对实测光谱精确建模,根据实际需要,减去相应干扰因子,得到校正光谱。选择叶绿素含量基本相同,厚度不同的16个叶片样本以及叶绿素含量和厚度均不同的32个样本分别使用改进的EMSC方法校正,对处理前后光谱变异系数和主成分贡献率进行比较和分析,并比较了预处理前后的模型预测精度。结果表明,采用改进的EMSC预处理方法能够有效地校正光散射效应和叶片厚度差异导致的光程长差异引起的光谱误差,增强光谱数据对浓度的灵敏度,可提高预测模型的精度。 展开更多
关键词 扩展多元散射校正 光程长校正 光谱分析 植物叶片
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基于SNV和MSC结合遗传算法对羊肉葡萄糖含量可见-近红外光谱建模的效果 被引量:3
10
作者 尹成诚 康景 +2 位作者 刘建新 年芳 唐德富 《草业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2427-2434,共8页
为提高羊肉中营养成分可见-近红外光谱预测模型的稳定性和准确性,本研究以葡萄糖(GLU)指标为例,采用遗传算法(GA)提取特征波长后,结合标准正态变换(SNV)和多元散射校正(MSC)两种预处理方式进行偏最小二乘法建立预测模型,对比SNV、MSC预... 为提高羊肉中营养成分可见-近红外光谱预测模型的稳定性和准确性,本研究以葡萄糖(GLU)指标为例,采用遗传算法(GA)提取特征波长后,结合标准正态变换(SNV)和多元散射校正(MSC)两种预处理方式进行偏最小二乘法建立预测模型,对比SNV、MSC预处理直接进行偏最小二乘的建模效果。结果显示:在标准正态变换下遗传偏最小二乘模型(GA-SNV-PLS)优于直接在标准正态变换下偏最小二乘模型(FS-SNV-PLS);经交叉验证后,该模型的均方根误差(RMSE)为0.122,决定系数(R^(2))为0.930,相对分析误差(RPD)为2.295;相较于全光谱偏最小二乘模型(FSPLS)、全波段多元散射校正FS-MSC-PLS和多元散射下GA-MSC-PLS,其R^(2)和RPD分别提高了95.80%、50.21%、85.05%和62.65%、37.08%、52.54%。结果表明,由SNV结合遗传算法建立的偏最小二乘模型能够提高模型的预测能力。 展开更多
关键词 近红外光谱 羊肉 葡萄糖 标准正态变换 多元散射校正 遗传算法
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基于机器学习优化建模的GF-5影像土壤总氮量预测填图 被引量:2
11
作者 刘丽琪 魏广源 周萍 《智慧农业(中英文)》 CSCD 2024年第5期61-73,共13页
[目的/意义]大范围快速检测土壤养分并实现基于GF-5影像对土壤总氮量精准填图。[方法]基于实测土壤光谱和GF-5星载高光谱数据,引入偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,PLSR)、反向神经网络(Back Propagation Neural Netwo... [目的/意义]大范围快速检测土壤养分并实现基于GF-5影像对土壤总氮量精准填图。[方法]基于实测土壤光谱和GF-5星载高光谱数据,引入偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,PLSR)、反向神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)和以核函数Poly为驱动支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的机器学习算法,构建3种土壤总氮(Total Nitrogen,TN)反演模型,并以十折交叉验证方法确定各模型的最优解。采用多元散射校正(Multiple Scattering Correction,MSC)获取的波段特征值使模型表现更佳。[结果和讨论]MSCPoly-SVM模型经测试集样本检验,其决定系数(R2)、均方根误差(Root Mean Squared Error,RMSE)和相对分析误差(Residual Prediction Deviation,RPD)分别是0.863、0.203和2.147。将该模型用于星载GF-5号影像数据进行土壤总氮含量的反演填图。由填图结果可见,黑龙江省富锦市建三江垦区86.1%的土地总氮量均在2.0 g/kg以上,土地氮含量以一等地块和二等地块为主,而三等地块和四等级地块仅占总面积的11.83%。研究区内土壤氮要素储备充足,总氮高背景值主要集中在中部靠近河流两岸、呈北东东向分布。本研究土壤总氮预测成图结果与前人1∶25万地球化学插值和航空高光谱影像(Compact Airborne Spectrographic Imager,CASI)和(Shortwave Infrared Airborne Spectrographic Imager,SASI)填图效果具有很好的一致性。[结论]研究表明星载GF-5高光谱数据在土壤全氮含量监测填图和可视化分析上具有极高的潜力,本研究提出方法可为今后大范围开展定量检测土壤养分状况以及合理施肥提供技术支撑。 展开更多
关键词 GF-5高光谱数据 土壤总氮 偏最小二乘回归法 反向神经网络 多元散射校正 机器学习
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硝酸盐传感器在深海压力下的校准方法
12
作者 张乃心 朱星玥 +2 位作者 单保一 徐鉴 吴锜 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期280-283,共4页
研究表明,海水中溴化物的紫外吸收光谱受到深海压力的影响会影响海水中硝酸盐的测量准确度。现有的水下硝酸盐传感器已暴露出测量误差大,环境适应性差、无法应用于2000 m以下的深海探测等问题。因此,为了更准确地计算硝酸盐浓度,有必要... 研究表明,海水中溴化物的紫外吸收光谱受到深海压力的影响会影响海水中硝酸盐的测量准确度。现有的水下硝酸盐传感器已暴露出测量误差大,环境适应性差、无法应用于2000 m以下的深海探测等问题。因此,为了更准确地计算硝酸盐浓度,有必要开展深海压力对海水紫外吸收光谱的校正研究。实验室对模拟深海压力环境中的硝酸盐进行测试试验,提出了两种算法用来矫正压力下的紫外光谱,通过实验验证了这两种压力校正算法对硝酸盐计算的预测准确性。结果表明,多元散射校正-偏最小二乘法回归校正算法具有最好的测量效果,R^(2)为0.997,平均绝对误差(MAE)为1.294μmol/L,平均偏差误差(MBE)为0.037μmol/L。 展开更多
关键词 硝酸盐 压力校正 紫外光谱法 多元散射校正
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基于近红外光声光谱的土壤有机质含量定量建模方法 被引量:41
13
作者 田永超 张娟娟 +2 位作者 姚霞 曹卫星 朱艳 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期145-152,共8页
该研究的目的在于应用近红外光声光谱技术结合不同的定量分析方法实现5种不同类型土壤有机质含量的快速估测。对中国中、东部地区5种不同类型土壤风干样本进行光谱扫描,经过多元散射校正、一阶导数、二阶导数及平滑等预处理后,应用逐步... 该研究的目的在于应用近红外光声光谱技术结合不同的定量分析方法实现5种不同类型土壤有机质含量的快速估测。对中国中、东部地区5种不同类型土壤风干样本进行光谱扫描,经过多元散射校正、一阶导数、二阶导数及平滑等预处理后,应用逐步多元回归(SMLR)、主成分分析(PCR)、偏最小二乘法(PLS)和偏最小二乘法-反向传播神经网络(PLS-BPNN)等方法建立土壤有机质含量的定量估测模型。结果显示,不同预处理方法对所建土壤有机质含量估测模型的预测精度有较大影响,总体表现为多元散射校正+Norris一阶导数>多元散射校正>Norris一阶导数>标准正态化>Norris二阶导数>吸光度>Savitzky-Golay平滑后一阶导数>Savitzky-Golay平滑后二阶导数。对于4种不同建模方法,均以多元散射校正+Norris一阶导数滤波平滑后的光谱建模精度最高,其中采用PLS-BPNN方法建模效果最好,其次是PLS、SMLR和PCR。采用PLS-BPNN建立有机质校正模型具有极高的预测精度,建模决定系数和均方根偏差分别为0.97和1.88,模型测试决定系数和均方根偏差分别为0.97和1.72。因此,基于多元散射校正+Norris一阶导数光谱建立的PLS-BPNN模型可能是土壤有机质含量估测建模的最优方法。 展开更多
关键词 土壤 光声光谱 神经网络 有机质 多元散射校正 Norris平滑 BP
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土壤有机质近红外光谱分析组合波长的优选 被引量:35
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作者 丁海泉 卢启鹏 +1 位作者 朴仁官 陈星旦 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1946-1951,共6页
以分析85份吉林省北部黑质土壤样品有机质含量为例,研究了利用多元散射校正和相关光谱法对定标波长的优选,并根据经验和参考波长理论对所建立的模型进行逐步优化。最终得到定量模型的相关系数为0 .90 ,定标标准差(RMSEC)为0 .36 %,交叉... 以分析85份吉林省北部黑质土壤样品有机质含量为例,研究了利用多元散射校正和相关光谱法对定标波长的优选,并根据经验和参考波长理论对所建立的模型进行逐步优化。最终得到定量模型的相关系数为0 .90 ,定标标准差(RMSEC)为0 .36 %,交叉检验标准差(RMSECV)为0 .40 %,该结果与采用偏最小二乘算法(PLS)对土壤连续谱进行定标的结果相当。结果表明,利用该方法建立的模型简单、稳定,可以为吉林省北部黑土质土壤养分状况普查和便携仪器的研制提供参考。 展开更多
关键词 土壤养分 近红外光谱技术 精准农业 多元散射校正 相关光谱
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一种紫外-可见光谱法检测水质COD的浊度影响实验研究 被引量:21
15
作者 汤斌 魏彪 +5 位作者 吴德操 米德伶 赵敬晓 冯鹏 蒋上海 毛本将 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3020-3024,共5页
消除浊度影响是直接光谱法检测水质COD的关键技术问题。此源于紫外-可见光谱法检测水质参数的关键依赖于化学计量法所建立的准确的水质参数分析模型,而浊度是影响其建模的一个重要参数。为此,选取福尔马肼浊度液和邻苯二甲酸氢钾标准溶... 消除浊度影响是直接光谱法检测水质COD的关键技术问题。此源于紫外-可见光谱法检测水质参数的关键依赖于化学计量法所建立的准确的水质参数分析模型,而浊度是影响其建模的一个重要参数。为此,选取福尔马肼浊度液和邻苯二甲酸氢钾标准溶液,开展了紫外-可见吸收光谱法检测水质COD的浊度影响实验研究,获得了选定溶液在245,300,360和560nm几个特征波长点的吸光度随浊度变化的最小二乘法拟合曲线,分析了吸光度随浊度的变化规律。研究结果表明,在240~380nm的紫外光谱段,由于引起浊度的颗粒物对有机物产生了吸附,致使浊度对水样的紫外光谱影响较为复杂;在380~780nm的可见光谱区域,浊度对光谱的影响则是随着波长的增大而减弱。基于此,开展了多元散射校正法对受浊度影响的水样光谱进行校正试验。对某溪水水样的紫外-可见吸收光谱进行多元散射校正,通过处理前后光谱对比表明,浊度引起各个波长点的基线偏移都得到了有效的校正,而在紫外区域特征并未减弱。接着对选取的三种液体的紫外-可见吸收光谱进行多元散射校正,实验结果表明:该方法可在不影响水样紫外-可见吸收光谱特征的前提下对其吸收曲线进行有效的校正,这不仅提高了光谱法检测水质COD的信噪比,而且还为化学计量法建立准确、有效的水质检测COD分析模型进行数据预处理提供了一种新途径。 展开更多
关键词 紫外-可见光谱法 水质COD 浊度 多元散射校正
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生鲜乳中还原乳的近红外光谱法鉴别 被引量:29
16
作者 韩东海 鲁超 +1 位作者 刘毅 皮付伟 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期465-468,共4页
探讨了利用近红外光谱技术快速、准确地进行生鲜乳中是否含有还原乳鉴别的可行性,并对还原乳检测过程中多元散射校正(MSC)的适用性进行了讨论。文章利用SIMCA判别分析方法,建立了掺入还原乳之生鲜乳的定性判别模型,结果表明:当掺入比例... 探讨了利用近红外光谱技术快速、准确地进行生鲜乳中是否含有还原乳鉴别的可行性,并对还原乳检测过程中多元散射校正(MSC)的适用性进行了讨论。文章利用SIMCA判别分析方法,建立了掺入还原乳之生鲜乳的定性判别模型,结果表明:当掺入比例为10%时,正确率达到96.7%,当达到20%以上时,该方法的正确判别率可以达到100%;另外,利用偏最小二乘法(PLS)还建立了还原乳掺入量的定量检测模型(r=0.971,RMSEP=7.76%,RPD=5.13),双尾T检验表明,定量模型预测值与样品真实值间无显著性差异。上述2种方法充分说明了近红外技术可以实现生鲜乳中是否含有还原乳的快速鉴别。 展开更多
关键词 近红外光谱 还原乳 SMICA判别 PLS定量分析 多元散射校正
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胡杨叶片水分含量的近红外光谱检测 被引量:10
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作者 白铁成 王亚明 +3 位作者 张楠楠 姚娜 喻彩丽 王兴鹏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3419-3423,共5页
胡杨叶片水分含量是评价胡杨健康状况的重要指标。光谱检测法是一种常用的手段,但在近红外光谱的测量过程中,在一定程度上必然受到仪器噪声、摆放形态差异和环境的干扰,为避免噪声、散射对近红外光谱的影响,减少数据维数,采用多元散射校... 胡杨叶片水分含量是评价胡杨健康状况的重要指标。光谱检测法是一种常用的手段,但在近红外光谱的测量过程中,在一定程度上必然受到仪器噪声、摆放形态差异和环境的干扰,为避免噪声、散射对近红外光谱的影响,减少数据维数,采用多元散射校正(MSC)算法对原始光谱数据进行预处理,去除散射和基线漂移的影响,增加了光谱数据的信噪比,使有效光谱信息较为明显,谱带特征得到加强,有利于特征波长的选择。为降低模型的复杂度,防止过拟合现象,减小共线性影响,利用连续投影算法(SPA)进行特征变量选择,并通过多元线性回归模型,分析各个波长模拟的残差平方,评价各个波长的贡献,剔除贡献较小的波长,最终获得用于建模的特征波长,改善建模条件。最后使用偏最小二乘回归算法建立胡杨叶片水分含量检测模型。实验表明,直接使用原始光谱,利用SPA算法筛选变量个数为6个,模型预测精度为90.144%,相关系数r=0.674 24,RMSE=0.021 434,MSC处理后,利用SPA算法选定最终变量数为5个,预测精度为97.734%,相关系数r=0.781 63,RMSE=0.016 776。MSC和SPA算法有效的消除了散射噪声、减小了共线性干扰,模型的预测精度和相关性增加,误差减小,可用于胡杨叶片水分的快速无损检测,而且对其他作物叶片水分检测也具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 近红外光谱 多元散射校正 连续投影算法 偏最小二乘回归 水分
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主成分分析和SIMCA的甘蓝与杂草光谱识别方法研究 被引量:11
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作者 祖琴 邓巍 +1 位作者 王秀 赵春江 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2745-2750,共6页
为了提高杂草识别的准确性和快速性,利用光谱反射率差异区分作物与杂草。首先利用SG卷积求导法与多元散射校正法的不同组合对原始光谱数据进行预处理,然后利用主成分分析法(PCA)对各类植物进行聚类分析,并根据主成分分析结果中各个最佳... 为了提高杂草识别的准确性和快速性,利用光谱反射率差异区分作物与杂草。首先利用SG卷积求导法与多元散射校正法的不同组合对原始光谱数据进行预处理,然后利用主成分分析法(PCA)对各类植物进行聚类分析,并根据主成分分析结果中各个最佳主成分对应的载荷图,提取对各类植物识别敏感的特征波长,最后以特征波长为输入变量,用簇类的独立软模式(SIMCA)分类法对各类植物进行分类识别。甘蓝与杂草的分类结果表明,在1阶3次51点SG卷积求导法加上多元散射校正法(MSC)的最佳预处理基础上,根据主成分分析中前3个主成分,提取到23个特征波长,以它们为输入变量,利用SIMCA方法进行分类时,建模集和预测集的识别率分别达到98.6%和100%。 展开更多
关键词 主成分分析 特征波长 杂草识别 多元散射校正 聚类
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水质COD检测用光谱法的水体环境浊度解算方法 被引量:10
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作者 罗继阳 魏彪 +4 位作者 汤斌 赵敬晓 吴德操 米德伶 俞鹏炜 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期246-250,共5页
针对紫外-可见光谱法水质COD检测中光谱的变化能够反映水体环境不同浊度这一情况,通过实验方法分析了福尔马肼浊度液对邻苯二甲酸氢钾标准液的紫外-可见吸收光谱影响,引入并改进了多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)... 针对紫外-可见光谱法水质COD检测中光谱的变化能够反映水体环境不同浊度这一情况,通过实验方法分析了福尔马肼浊度液对邻苯二甲酸氢钾标准液的紫外-可见吸收光谱影响,引入并改进了多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)方法以消除光散射影响所导致的基线平移和偏移。研究结果表明,改进了的多元散射校正方法,不仅可以解算紫外-可见光水质COD检测时的水体环境之浊度,获得了有别于传统光谱法进行水体或水质浊度测量的技术及方法,而且还为水体环境中浊度测量提供了一种新途径。 展开更多
关键词 紫外-可见光谱法 水质COD检测 光谱校正 多元散射校正 浊度
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基于可见-近红外光谱分析的圆白菜与杂草识别研究 被引量:9
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作者 祖琴 赵春江 +1 位作者 邓巍 王秀 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1202-1205,共4页
杂草的自动识别是实现作物草害精准施药的基础。利用ASD光谱仪采集两个品种的圆白菜及稗草、狗尾草、马唐、牛筋草和小藜等五种杂草在350~2 500nm波段内的冠层光谱反射率。根据光谱曲线特征,在不同波段内对数据进行不同程度的压缩,以... 杂草的自动识别是实现作物草害精准施药的基础。利用ASD光谱仪采集两个品种的圆白菜及稗草、狗尾草、马唐、牛筋草和小藜等五种杂草在350~2 500nm波段内的冠层光谱反射率。根据光谱曲线特征,在不同波段内对数据进行不同程度的压缩,以提高运算效率;利用不同参数设置的Savitzky-Golay(SG)卷积平滑求导和多元散射校正方法(MSC)的不同顺序组合对光谱去噪,然后结合主成分分析法(PCA)提取主成分,建立模型,最后利用簇类的独立软模式(SIMCA)分类法对各种植物进行分类,并比较分类结果。试验结果显示利用MSC与3阶5次21点SG相结合的方法对光谱数据预处理后,运用PCA提取前10个主成分作为分类模型的输入变量,取得了100%的分类正确率,能够快速无损地识别圆白菜与几种常见杂草。 展开更多
关键词 杂草识别 可见-近红外 主成分分析 多元散射校正
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