检索结果-南通市图书馆

不同探测距离与角度下典型煤岩近红外光谱特征与定性分析

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光谱学与光谱分析 2020年第9期40卷 2737-2742页

作者：周悦王世博葛世荣王赛亚向阳杨恩吕渊博中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

近红外波段的反射光谱测量较方便,不需对试样进行预处理,同时也适用于在线分析。为利用近红外光谱实现综放开采自动化放煤技术中的煤岩识别,从某矿井的综放工作面收集了炭质泥岩、砂质泥岩、砂岩、气煤4种典型的块状煤岩试样,综合考虑... 详细信息

近红外波段的反射光谱测量较方便,不需对试样进行预处理,同时也适用于在线分析。为利用近红外光谱实现综放开采自动化放煤技术中的煤岩识别,从某矿井的综放工作面收集了炭质泥岩、砂质泥岩、砂岩、气煤4种典型的块状煤岩试样,综合考虑工作面后部刮板输送机的堆煤情况,在实验室利用光谱仪采集了常见探测距离(1.3, 1.4和1.5 m)与探测角度(10°, 20°, 30°, 40°和90°)下的4种典型煤岩的近红外漫反射光谱。通过对4种典型煤岩光谱特征分析,发现探测角度与距离对光谱曲线波形和吸收谷位置无明显影响,但明显影响光谱曲线的反射率。炭质泥岩、砂质泥岩、砂岩这3种岩样,均在1 400, 1 900和2 200 nm波段附近出现较明显的吸收谷,此外,砂岩与炭质泥岩在2 200 nm波段附近出现双吸收谷,气煤在近红外波段内的漫反射光谱曲线整体呈水平趋势,无明显的吸收谷。在1.3 m探测距离下,光谱曲线反射率随着探测角度的增大而增大;在1.4和1.5 m探测距离下,光谱曲线反射率随着探测角度的增大而减小。在10°, 20°和30°探测角度下,光谱曲线的反射率随着探测距离的增大而增大;在40°和90°探测角度下,光谱曲线的反射率随着探测距离的增大而降低。使用一阶微分(FD)、 Savitzky-Golay卷积平滑(S-G卷积平滑)、标准正态变量变换(SNV)这三种方法来增强光谱曲线吸收特征以及消除探测条件对煤岩漫反射光谱的影响,发现S-G卷积平滑在增强光谱吸收特征的前提下,还有效的消除了探测角度与高度对光谱曲线的影响。利用余弦相似度与皮尔逊相关系数两种模型分别进行煤岩定性分析,结果发现,基于S-G卷积平滑预处理后的余弦相似度模型分类效果最优,其正确分类率为100%。最佳预处理方法与定性分析模型的获得可以为在不同探测距离与探测角度下直接利用反射光谱的波形进行快速、定性地识别煤岩提供参考意义。

关键词：煤岩反射光谱近红外定性分析探测距离探测角度

可见近红外光谱的甘蓝叶片毒死蜱农药残留定性分析

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光谱学与光谱分析 2022年第1期42卷 80-85页

作者：李伟张雪莉苏勤赵锐宋海燕山西农业大学农业工程学院山西晋中030801

有机磷农药毒死蜱是目前农业生产中使用最广泛的农药之一,但有机磷农药过度使用导致的农药残留却给自然环境和人类生命健康造成严重威胁,因此,开发一种快捷、准确、经济的毒死蜱农药在农产品表面残留的直接检测方法意义重大。配制4组不... 详细信息

有机磷农药毒死蜱是目前农业生产中使用最广泛的农药之一,但有机磷农药过度使用导致的农药残留却给自然环境和人类生命健康造成严重威胁,因此,开发一种快捷、准确、经济的毒死蜱农药在农产品表面残留的直接检测方法意义重大。配制4组不同体积浓度(1∶200,1∶500,1∶800,1∶1000)的毒死蜱农药溶液,对照组为纯净水,分别浸泡甘蓝叶片3 min,每组采集30个叶片样本,5组共计150个样本。采用可见近红外光谱仪获取其谱图信息,然后开展不同浓度毒死蜱农药在甘蓝叶片上残留的可见近红外光谱定性分析研究。建模时,将每组数据中24个样本,5组共计120个样本作为建模训练集,剩下每组6个样本,5组共计30个样本作为预测集。鉴于甘蓝叶面不平整、皱褶较多,叶片颜色深浅不一等因素会给近红外光谱分析带来干扰,给预测模型的建立增加难度,提出一种光谱全波段平均分组积分(求和)预处理方法,将光谱波段平均分成n组,再对分组后每组数据积分求和,用预处理后的数据训练BP神经网络。实验表明,光谱全波段平均分组积分(求和)预处理方法,对光谱反射率一阶导数(FD)且分组数为25的神经网络训练效果最好,建模集识别准确率为97.50%,预测集识别准确率为96.67%,建模效果优于通常采用的提取光谱敏感、特征波段建模方法(建模集识别准确率为91.67%)。光谱全波段平均分组积分预处理方法在保留光谱数据更多特征波段的同时探索更多潜在敏感波段,能够降低光谱数据维度,减小单个光谱数据噪声对建模效果的影响,选择合适的分组数n,能取得较好的建模预测效果。

关键词：可见近红外光谱定性分析有机磷农药残留毒死蜱甘蓝

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近红外定性分析模型的稳健性与适应性分析

光谱学与光谱分析 2014年第6期34卷 1506-1511页

作者：曹吾李卫军王平张丽萍中国科学院半导体研究所、高速电路与神经网络实验室北京100083 中国石油大学(华东)、信息与控制工程学院山东青岛266580

研究了近红外定性分析中模型的稳健性与适应性问题。讨论了单独建模延长建模周期对模型性能的影响,结果显示这种方法可以显著提高模型的稳健性,同时对模型的台间适应性也有所提升,但提升作用有限;研究了不同仪器联合建模的方法对模型性... 详细信息

研究了近红外定性分析中模型的稳健性与适应性问题。讨论了单独建模延长建模周期对模型性能的影响,结果显示这种方法可以显著提高模型的稳健性,同时对模型的台间适应性也有所提升,但提升作用有限;研究了不同仪器联合建模的方法对模型性能的影响,该方法不仅可以显著提高模型的适应性,而且可以有效提高模型的稳健性。对比单独建模,可以缩短建模时间,减少模型建立的工作量;延长模型的适用期限,提高建模效率。结果表明,对模型适应性的测试,单独建模其正确识别率较低,不能满足应用的要求,而多台仪器联合建模可以达到90%以上,提升效果明显;对模型稳健性的测试,联合建模也能得到相比单独建模更好的模型识别效果,具有很好的应用价值。

关键词：近红外光谱定性分析模型期限模型传递建模周期联合建模

粒子群算法的近红外光谱定性分析预处理及特征提取参数优化方法研究

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光谱学与光谱分析 2021年第9期41卷 2742-2747页

作者：李浩光于云华逄燕沈学锋山东石油化工学院机械与控制工程学院山东东营257061 中国石油大学(华东)新能源学院山东东营257061

在近红外光谱定性分析时,为取得良好识别效果,预处理及特征提取是不可或缺环节。预处理主要是为消除各种干扰因素对光谱数据影响,常用预处理方法有平滑、一阶导、归一化等;而特征提取方法能剔除数据中的无关信息,保留有效信息,常用特征... 详细信息

在近红外光谱定性分析时,为取得良好识别效果,预处理及特征提取是不可或缺环节。预处理主要是为消除各种干扰因素对光谱数据影响,常用预处理方法有平滑、一阶导、归一化等;而特征提取方法能剔除数据中的无关信息,保留有效信息,常用特征提取方法有偏最小二乘、主成分分析、线性判别分析等。不同预处理及特征提取方法具有不同特点,构建定性分析模型时,单一使用某种预处理或特征提取方法往往难以取得理想效果,常需将多种预处理及多种特征提取方法组合使用以提升模型性能。在各预处理及特征提取环节中往往有可变参数如特征提取维数等需要设定,这些可变参数对模型性能有重要影响,因此采用多个预处理及多个特征提取方法就存在多参数需要确定的问题。研究中常采用试凑法求各待定参数最优值,欲求得多个待定参数中某一个参数最优值,首先需据经验固定其他参数值,然后将某一个待优化参数代入近红外定性分析模型进行试凑,以求得模型最优识别率所对应参数值,并将其作为最优值。利用试凑法逐个求得多个待优化参数后,再将参数组合设置到定性分析模型中,最后进行定性鉴别,但试凑法求得的参数组合难以保证为全局最优解。除试凑法外,还可通过多重循环嵌套方法来获取近定性分析模型预处理与特征提取环节最优参数组合,但是该方法需消耗大量计算机内存与计算时间,而且效率低。为此,提出一种基于粒子群算法的近红外光谱定性分析模型预处理与特征提取参数优化方法,可快速获得预处理与特征提取环节的最优参数组合,并保证代入最优参数组合的定性分析模型具有最优识别性能,采用粒子群算法对平滑系数、一阶导系数、偏最小二乘特征提取维数等参数进行寻优,并将该方法与多重循环嵌套方法进行对比实验,实验结果证明了方法的有效性。

关键词：粒子群算法特征提取参数寻优定性分析