检索结果-南通市图书馆

基于双光谱技术的高温紫外胁迫下小麦多糖反演模型研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

光谱学与光谱分析 2023年第9期43卷 2705-2709页

作者：张郡赫于海业党敬民吉林大学生物与农业工程学院吉林长春130022

小麦是我国的主要粮食作物之一,对国民经济发展具有显著的影响。然而,高温与紫外线胁迫导致其产量大幅下降。胁迫发生时,细胞壁内多糖物质会发生不同程度的转变。作为此类多糖重要组成成分的果胶,在决定细胞间孔隙度、识别病菌、维持结... 详细信息

小麦是我国的主要粮食作物之一,对国民经济发展具有显著的影响。然而,高温与紫外线胁迫导致其产量大幅下降。胁迫发生时,细胞壁内多糖物质会发生不同程度的转变。作为此类多糖重要组成成分的果胶,在决定细胞间孔隙度、识别病菌、维持结构完整等方面扮演着重要角色。当前,常见的果胶检测方法有重量法、滴定法、酸提取法等,这些方法多为有损检测,测定步骤繁琐,样本损耗量大。近年来,光谱检测因其检测速度快、分辨率高、实时性强等优点,在植物生理信息检测领域得到了广泛应用。因此,研究采用光谱检测果胶含量。以济麦22为研究对象,采取水培方式,通过调控人工气候培养箱温度及紫外线灯辐照强度对小麦生长过程中遇到的高温及紫外线胁迫环境进行模拟;在小麦分蘖期,分别采集叶片高光谱数据与叶绿素荧光光谱数据,测定叶片果胶含量,通过小波分析方法对两种原始光谱数据进行平滑与降噪处理,采用相关系数分析法得到两种光谱数据与果胶含量相关系数最高的重合波段(620,651),取该波段内两光谱数据平均值,重塑双光谱曲线;按照3∶1比例划分训练集和验证集,采用PLS最小二乘法分别建立高光谱反演果胶模型、荧光光谱反演果胶模型及双光谱反演果胶模型。结果表明:双光谱模型反演的小麦叶片果胶含量效果较好,对应模型的训练集与验证集相关系数分别为0.9449及0.9445。该研究有助于探究逆境胁迫下小麦细胞壁内多糖物质响应情况,并为大田作物所处胁迫环境和程度的预测及种植环境的精准管控提供参考和帮助。

关键词：小麦光谱技术果胶高温胁迫紫外线胁迫模型预测

光谱技术结合水分校正与样本增广的棉田土壤盐分精准反演

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

农业工程学报 2024年第1期40卷 171-181页

作者：李佳怿张翼腾周宝闯翁海勇周蓓蓓叶大鹏瞿芳芳福建农林大学机电工程学院福州350002 西安理工大学水利水电学院西安710048

棉田土壤盐分的精准反演对于棉花的种植管理具有重要意义。水分和盐分作为主要环境因素,共同影响棉田土壤的波谱特征,两者之间的耦合关系直接影响土壤盐分的检测分析。为了提高基于光谱技术构建的模型对棉田土壤盐分信息解析的准确性与... 详细信息

棉田土壤盐分的精准反演对于棉花的种植管理具有重要意义。水分和盐分作为主要环境因素,共同影响棉田土壤的波谱特征,两者之间的耦合关系直接影响土壤盐分的检测分析。为了提高基于光谱技术构建的模型对棉田土壤盐分信息解析的准确性与可靠性,该研究联用可见/短波近红外(400~1 000 nm)和长波近红外(960~1 693 nm)技术,采集不同含水率与含盐量的新疆地区土壤样本的光谱;结合外部参数正交法(external parameter orthogonalization,EPO),校正不同标样集与不同波段光谱中的土壤含水率干扰信息;引入基于不同卷积步幅的深度卷积对抗网络(deep convolutional generative adversarial networks,DCGAN),进行样本增广与质量评估;参考三层残差神经网络设计一维卷积神经网络RNet,最终构建基于EPO-DCGAN-RNet的优化模型,用于棉田土壤盐分的反演。结果表明,与传统机器学习方法和基于VGG或EfficientNet结构一维卷积神经网络相比,该研究提出的EPO-DCGAN-RNet方法能够有效地滤除水分对盐分反演的影响、提高模型对特征波段的挖掘能力、降低深度学习算法对样本量的依赖性,并能得到更优的模型预测性能。EPO-DCGAN-RNet的建模集R^(2)和均方根误差分别为0.942、115.420μS/cm,验证集R^(2)和均方根误差分别为0.910和136.472μS/cm。研究结果可为新疆棉田土壤盐分快速精准检测提供理论指导和技术支持,有助于促进盐碱地区棉花种植的水肥科学管理。

关键词：土壤盐分光谱技术水分校正样本增广外部参数正交法深度卷积对抗网络

基于光谱技术的原料肉新鲜度指标在线检测系统开发及试验

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

光谱学与光谱分析 2019年第4期39卷 1169-1176页

作者：王文秀彭彦昆孙宏伟魏文松郑晓春杨清华中国农业大学工学院国家农产品加工技术装备研发分中心北京100083

为了实现原料肉新鲜度参数的无损在线实时评估,基于双波段可见/近红外反射光谱(350～1 100和1 000～2 500 nm)技术建立了原料肉新鲜度主要指标的在线检测系统。研究设计了装置的光源单元、光谱采集单元、控制单元和驱动单元,优化设计了... 详细信息

为了实现原料肉新鲜度参数的无损在线实时评估,基于双波段可见/近红外反射光谱(350～1 100和1 000～2 500 nm)技术建立了原料肉新鲜度主要指标的在线检测系统。研究设计了装置的光源单元、光谱采集单元、控制单元和驱动单元,优化设计了光源固定支架和安放角度,编写了相应的控制程序,开发了实验室用和便于在不同生产线应用的两套在线检测系统。首先,对试验参数(传送带速度和样品到透镜入光口距离)进行了优化研究,通过光谱相似度比较和显著性分析,确定传送带速度是275 mm·s^(-1)、距离是12 cm时能够获得更加稳定的光谱信号。然后,基于该试验参数,分别在静止和在线条件下采集了贮藏时间为1～13 d共50个猪肉样本的反射光谱,并利用抛物线拟合法对双波段光谱进行融合,以获取整条覆盖可见及近红外区域的完整光谱。为了使两个波段范围内的光谱数据点权重相同,在整个波段范围内均匀分布,借助三次样条插值法将所有光谱数据点以2 nm为间隔进行重新排布。采用窗口移动多项式最小二乘拟合法对光谱作平滑处理,采用标准正态变量变换对每条光谱进行标准化预处理,分别建立了静止和在线条件下新鲜度主要表征指标-颜色(L~*, a~*和b~*)、 pH和挥发性盐基氮的预测模型,以此验证所搭建系统的可靠性。经过对比分析,发现在线条件下的建模结果不如静止状态下的建模结果,这可能与在线采集时光谱存在漂移现象有关。进一步尝试利用一阶导数处理来消除基线漂移强化谱带特征,并对一阶导数和标准化处理顺序对建模结果的影响进行了探讨。结果发现先经过一阶导数再经过标准化处理,能更好地消除外部干扰造成的影响,建模结果更佳。在该处理方式下,基于第一波段光谱建立了颜色参数(L~*, a~*, b~*)的预测模型,基于双波段光谱建立了pH和挥发性盐基氮的在线检测模型,预测相关系数分别为0.955 3, 0.924 7, 0.955 1, 0.961 5和0.966 8。最后,为了验证模型的适用性,基于开发的便于在不同生产线应用的在线检测系统,利用独立的20个样本对在线模型进行外部验证,对颜色参数(L~*, a~*, b~*), pH和挥发性盐基氮的预测相关系数分别为0.918 9, 0.914 1, 0.947 7, 0.950 4和0.960 6。研究结果表明,该系统通过双波段光谱的实时采集和融合,可以获取更多反应样本内部信息的光学信号,具有更强的检测能力。结合设计的光路等其他硬件单元,可以同时获取样本表面更大区域的反射光谱信息,从而实现对原料肉新鲜度主要表征参数的无损、在线、实时评估。该系统便于组装和拆卸,可以适应不同企业生产线的实际需要,具有较强的实用价值和较好的市场前景。

关键词：原料肉新鲜度在线检测光谱技术

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于光谱技术的水污染物检测与仿真研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2020年第3期48卷 81-85,109页

作者：王先培刘宇飞田猛赵乐武汉大学电气信息学院湖北武汉430072

提出一种基于光谱技术的水污染物质量浓度的检测与仿真方法,结合机器学习可最终实现对水污染物的定性分析和定量检测.通过偏最小二乘法选取合适的波段建立标准模型,利用合适的主成分数定量分析湖水中两种污染物氨氮和化学需氧量的质量浓... 详细信息

提出一种基于光谱技术的水污染物质量浓度的检测与仿真方法,结合机器学习可最终实现对水污染物的定性分析和定量检测.通过偏最小二乘法选取合适的波段建立标准模型,利用合适的主成分数定量分析湖水中两种污染物氨氮和化学需氧量的质量浓度.以武汉东湖为例,选取不同区段的3个水样作为待测水样.对于氨氮,选取标准溶液在188.477~189.935nm之间的11个波点建立标准模型,采用3个主成分进行预测,3个待测水样的氨氮质量浓度分别为103.939,37.291,15.592 mg/L.对于化学需氧量,选取标准溶液在235.785~237.210 nm之间的11个波点建立标准模型,采用1个主成分进行预测,其中2个待测水样的化学需氧量质量浓度较低,另一个浓度为19.421 mg/L.通过与国家标准对比表明:东湖氨氮含量严重超标,化学需氧量轻微超标.

关键词：水污染物质量浓度朗伯-比尔定律光谱技术偏最小二乘法氨氮化学需氧量

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

光谱技术在文物绘画用胶结材料中的研究进展

光谱学与光谱分析 2020年第3期40卷 961-966页

作者：陈冬梅司长代龙世佳天水师范学院化学工程与技术学院

文物绘画胶结材料经常与颜料或染料以混合状态存在,成分复杂,在悠久的历史环境中,胶结材料降解老化,文物绘画层受到严重损害。绘画内容蕴含很高的艺术、历史和科学价值,对古代的文化、风俗,科学技术,宗教信仰等研究具有重要意义。绘画... 详细信息

文物绘画胶结材料经常与颜料或染料以混合状态存在,成分复杂,在悠久的历史环境中,胶结材料降解老化,文物绘画层受到严重损害。绘画内容蕴含很高的艺术、历史和科学价值,对古代的文化、风俗,科学技术,宗教信仰等研究具有重要意义。绘画胶结材料通常以多糖、脂肪酸或蛋白质为基础,其精确分析对彩绘文物的鉴定与保存材料的选择至关重要,同时也有助于确定合适的保护处理方法,故胶结材料在老化过程中的化学变化及其物质组成的认识是文物保护界的关注热点。因文物具有不可再生性,绘画胶结材料含量低,样品允许微损或无损分析,普通的分析方法在灵敏度上很难达到要求。光谱技术作为文物材料结构的分析工具之一,满足了胶结材料无损或微损的分析要求,克服了传统化学手段的分析缺陷,在文化遗产保存和保护领域得到了广泛的应用。综述了红外光谱,拉曼光谱,紫外-可见和荧光光谱、核磁共振等光谱技术在文物绘画用胶结材料分析中的应用。红外光谱中,其反射模式抗干扰强,尤其是衰减全反射红外光谱图分辨率高;同步辐射红外光谱检测面积小,可对化合物精确定位、分离;漫反射和亚衍射极限红外光谱可分别进行非侵入性表征和纳米微区成像。拉曼光谱对分子变化有特异性、敏感性,选择性强,是胶结材料的有效检测技术。荧光光谱除强的选择性外,物理参数多,获取被测分子信息多,荧光寿命成像可区分胶结材料。核磁共振二维谱能分析复杂混合物,溶胀态核磁共振技术抗干扰,分析时间短,样品不需预处理;电子顺磁共振和边缘结构可研究环境对颜料和胶结材料的影响。光导纤维反射光谱可做原位无损分析,中红外光纤反射光谱是分析胶结材料的理想方法,该法与拉曼光谱法可信息互补,区分复杂胶结材料。综述中光谱技术大多可和化学计量学结合,更好地进行胶结材料的研究,但不同的光谱技术受现阶段方法所限,获取的样品信息不尽相同,样品分析时可把多个光谱技术结合起来以发挥各自优势,弥补自身的测试不足,相互补充印证,提高分析结果的准确性。另外对仪器联用技术做了简要介绍,总结了目前胶结材料分析的难点,对光谱技术的发展与应用前景做了展望。

关键词：光谱技术胶结材料无损检测

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于光谱技术的污水净化综合性教学实验设计

实验技术与管理 2022年第11期39卷 186-191页

作者：徐林华咸冯林郑改革裴世鑫南京信息工程大学物理与光电工程学院光电信息技术实践教育中心江苏南京210044

该实验采用溶胶-凝胶技术在玻璃衬底上制备了具有山脊状纹理结构的氧化锌薄膜,将其作为光催化剂,再利用X射线光电子能谱、椭偏仪、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪等分析了氧化锌薄膜的组分、元素价态、折射率、吸光度、光致发光及光... 详细信息

该实验采用溶胶-凝胶技术在玻璃衬底上制备了具有山脊状纹理结构的氧化锌薄膜,将其作为光催化剂,再利用X射线光电子能谱、椭偏仪、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪等分析了氧化锌薄膜的组分、元素价态、折射率、吸光度、光致发光及光催化反应动力学行为。实验结果显示,这种具有山脊状纹理结构的氧化锌薄膜对亚甲基蓝具有良好的光催化性能。该实验项目有利于激发学生对科学研究的兴趣,提高创新意识,增强利用光谱技术解决实际问题的能力。

关键词：新工科教育光谱技术教学实验创新实践能力

人工智能结合光谱诊断技术在肺癌组织鉴别领域的应用与研究进展

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

首都医科大学学报 2023年第6期44卷 1095-1102页

作者：罗艺秦齐王沛豪郭康顺张鑫平崔永首都医科大学附属北京友谊医院胸外科北京100050

对现今光谱技术在肺癌组织鉴别领域的相关研究以及人工智能的应用进行系统综述,以阐明人工智能结合光谱诊断技术在临床中的应用价值和发展方向。使用特定策略对Pubmed数据库和中国知网数据库进行检索,总结在病理诊断领域表现较佳的光谱... 详细信息

对现今光谱技术在肺癌组织鉴别领域的相关研究以及人工智能的应用进行系统综述,以阐明人工智能结合光谱诊断技术在临床中的应用价值和发展方向。使用特定策略对Pubmed数据库和中国知网数据库进行检索,总结在病理诊断领域表现较佳的光谱技术,并进行简要对比。当前主流的光谱技术为高光谱成像、漫反射光谱、拉曼光谱、荧光光谱和多光谱技术,人工智能可以进一步增强光谱技术的诊断效能。人工智能结合光谱诊断有实现即时鉴别肺癌浸润程度的潜力,但当前多数研究还停留在肿瘤良恶性鉴别和确定肿瘤边界阶段。

关键词：肺癌人工智能光谱技术快速诊断

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

光谱技术在核桃检测领域的研究进展

激光与光电子学进展 2021年第22期58卷 36-46页

作者：焦俊圣阳王标马卿效李春蒋玲南京林业大学信息科学技术学院江苏南京210037

近年来,光谱技术发展极为迅速,可利用物质对光的吸收、反射和透射等特性对物质进行定性和定量分析,是一种快速无损检测技术,被广泛应用于农产品的检测研究。核桃,作为我国栽培历史悠久的一种营养价值丰富的重要农产品,众多学者对其进行... 详细信息

近年来,光谱技术发展极为迅速,可利用物质对光的吸收、反射和透射等特性对物质进行定性和定量分析,是一种快速无损检测技术,被广泛应用于农产品的检测研究。核桃,作为我国栽培历史悠久的一种营养价值丰富的重要农产品,众多学者对其进行了长期而深入的研究。从品种鉴别、长势监测、品质鉴定、分选加工4个方面总结了高光谱和红外光谱技术在核桃检测领域的研究进展,并对比分析了各种光谱检测技术的优劣,提出了核桃相关检测中尚存的问题,并对核桃无损检测研究的发展前景进行了展望。

关键词：光谱学光谱技术无损检测核桃高光谱红外光谱技术

光谱技术在沉积物有机质组成结构表征及源解析中的应用研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

光谱技术在沉积物有机质组成结构表征及源解析中的应用研究

作者：韩秀辽宁大学

学位级别：硕士

本研究旨在利用光谱技术表征湖泊沉积物有机质,结合多种统计学方法,分析其组成结构及来源特征,对比不同光谱技术在表征沉积物有机质中的适用性,以期为污染溯源和污染控制提供参考。根据乌梁素海区域分布特点,从北至南分别采集了00 cm的... 详细信息

本研究旨在利用光谱技术表征湖泊沉积物有机质,结合多种统计学方法,分析其组成结构及来源特征,对比不同光谱技术在表征沉积物有机质中的适用性,以期为污染溯源和污染控制提供参考。根据乌梁素海区域分布特点,从北至南分别采集了00 cm的沉积物样品,测定沉积物营养盐指标、有机质的三维荧光光谱(3DEEMs)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)。利用光谱指数、平行因子(PARAFAC)、二维相关光谱(2D-COS)多种数理统计方法,得出结论如下:(1)基于营养盐指标及协变分析,湖区沉积物营养盐含量较高,湖区北部碳(C)、氮(N)元素含量较高,南部磷(P)元素含量较高,湖心区富营养化严重,C与N同源性较强,与P同源性较弱。(2)基于3DEEMs分析,沉积物兼具生物源性与陆源性,主要由微生物代谢产物、类蛋白、类腐殖酸物质组成,各荧光物质在空间分布上具有规律性。随着沉积物深度增加,高激发波长荧光物质逐步向低激发波长的物质转化。(3)基于UV-Vis分析,沉积物腐殖化程度较高,分子缩合度大,北部含有木质素磺酸物质,南部木质素含量高,表层沉积物芳香化程度高,芳香烃结构上含有较多极性官能团。(4)基于FTIR分析,湖区沉积物所含的官能团种类空间差异不大,湖区最南端官能团组成相对复杂,且含有较多的氯元素。基于沉积物光谱学分析结果,乌梁素海流域污染源应从内源、外源两方面防控。乌梁素海底泥治理可以分为南北两区分别进行原位生态修复和底泥清淤工程。三种光谱技术经过信息量、准确度和操作性的对比分析,可以认为溶解性有机质(DOM)的3DEEMs与UV-Vis,以及固体表面3DEEMs是更为实用的沉积物有机质表征技术。

关键词：沉积物有机质源解析光谱技术统计学