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反射光谱法快速检测润滑油污染浓度的回归模型

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光谱学与光谱分析 2017年第7期37卷 2152-2157页

作者：田广军吕盼杰谷栎娜燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

基于反射光谱技术原理研究润滑油的污染浓度预测模型。选用纯净润滑油和原态污染油为原料,采用等体积法逐一配置不同浓度的样本;调整好光纤探头与样品之间的距离及方位角并保持不变,采用脉冲氙灯为激发光源,利用波段在200~850nm范围的... 详细信息

基于反射光谱技术原理研究润滑油的污染浓度预测模型。选用纯净润滑油和原态污染油为原料,采用等体积法逐一配置不同浓度的样本;调整好光纤探头与样品之间的距离及方位角并保持不变,采用脉冲氙灯为激发光源,利用波段在200~850nm范围的光谱仪对不同浓度的样本进行反射光谱测量实验。实验曲线观察分析表明,润滑油的污染浓度越高,反射光谱的强度越低。在采用变步长算法对原始实验数据进行稀疏采样的基础上,分别采用相关系数法、主成分分析法、主成分分析结合相关系数法(主成分-相关系数法)选取工作润滑油在220~780nm宽波段范围内的优势特征波长,并在所选取的优势波长处建立了润滑油污染浓度与光谱反射率的指数关系模型。测试结果表明,主成分-相关系数法选取的优势波长378.93nm,所建立的污染浓度与光谱反射率的指数回归模型能够较好地实现润滑油污染浓度大于0.06时的预测和估计。基于主成分-相关系数法选取优势特征波长所建立的指数关系回归模型,因混合介质及浓度的特异性条件,不服从低浓度均匀透明溶液中的朗伯-比尔定律,适用于较高污染浓度的润滑油质量状态估计,为进一步实现工作润滑油污染浓度的反射光谱法在线快速准确测定提供了可行性实验依据。

关键词：反射光谱润滑油指数模型主成分-相关系数

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数字化地物反射光谱数据库研究进展

光谱学与光谱分析 2009年第6期29卷 1616-1622页

作者：周小虎周鼎武西北大学地质学系陕西西安710069 西北大学大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069 山东科技大学地球科学与信息学院山东青岛266510

随着遥感技术向更高的光谱分辨率方向发展,数字化地物反射光谱数据库的建立和开发越发显得重要,它是遥感应用研究中一项基础性的研究内容和研究方向。遥感应用越来越依赖于地物波谱特征,并且已经发展到定量分析的新阶段,文章较为系统的... 详细信息

随着遥感技术向更高的光谱分辨率方向发展,数字化地物反射光谱数据库的建立和开发越发显得重要,它是遥感应用研究中一项基础性的研究内容和研究方向。遥感应用越来越依赖于地物波谱特征,并且已经发展到定量分析的新阶段,文章较为系统的总结和介绍了近年来国际和国内在数字化地物反射光谱数据库方面的研究现状和该领域的发展趋势,对已建立的包括荒漠、植物、地质、土壤、矿物、云层、雪、大气、岩石、水体、陨石、月球、人造材料、混合物、挥发物、液体等的多种数据库研究现状进行了介绍,并对数字化地物反射光谱数据库的建设中存在的诸如没有统一的光谱数据库国家标准、缺乏地物划分的统一标准、不同数据库之间缺乏可比性、无法进行数据共享机制等问题提出了相应建议。

关键词：高光谱遥感地物反射光谱数据库

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内陆河道表层水体反射光谱的走航观测研究

光谱学与光谱分析 2022年第3期42卷 878-883页

作者：王春娟周斌郑瑶瑶于之锋杭州师范大学遥感与地球科学研究院浙江杭州311121 浙江省城市湿地与区域变化研究重点实验室浙江杭州311121 杭州师范大学理学院浙江杭州311121

现场水体光谱观测是水体光学性质、水色遥感反演建模等研究不可或缺的基础性工作之一。常规的倾斜观测方法受其较为严格的观测几何条件限制,需要依据船体位置、太阳方位等不断调整观测角度,特别是针对河道水体光谱观测时,还须考虑河道... 详细信息

现场水体光谱观测是水体光学性质、水色遥感反演建模等研究不可或缺的基础性工作之一。常规的倾斜观测方法受其较为严格的观测几何条件限制,需要依据船体位置、太阳方位等不断调整观测角度,特别是针对河道水体光谱观测时,还须考虑河道走向、岸线遮蔽物等情况,因此,只能设置若干站点进行离散样点的观测,难以在岸线环境较为复杂的河道水体开展连续走航快速观测。而现场水体光谱连续走航快速观测能够获取不同地方时的大样本水体反射光谱,丰富对水体二向反射特征的认识,并建立更精确的反演模型,在水色遥感研究中具有极其重要的作用。鉴于此,设计了一种基于垂直观测几何方式的内陆河道表层水体反射光谱连续走航快速观测方法,并通过时空匹配技术获取整个河道的全波长遥感反射率数据。在杭州西小江部分河段的试验表明,该方法获取的遥感反射率与同步实测的叶绿素浓度、浊度等水色组分的相关性较强,选取的特征波段获得的确定系数R^(2)均大于0.855。Sentinel-2的观测天顶角接近于0,近乎于垂直观测。该研究使用Sentinel-2B的光谱响应函数对实测光谱进行等效光谱模拟,转换为相应波段的等效遥感反射率,反演结果与基于Sen2Cor的大气校正后的遥感反射率数据进行建模,分析结果表明,基于Sen2Cor的大气校正后的遥感反射率数据存在高估现象,同时又用Sentinel-2B的大气表观反射率反推辐射亮度,然后用FLAASH大气校正获取Sentinel-2B的遥感反射率数据,经与实测等效遥感反射率建模分析发现,基于FLAASH的大气校正后的遥感反射率数据在小于0.02 sr^(-1)时也存在高估现象,在大于0.02 sr^(-1)时则存在明显低估现象。研究表明,用该方法所获取的大样本实测遥感反射率数据具有对卫星反射率产品进行真实性验证的应用潜力。

关键词：河道水体反射光谱走航垂直观测遥感反射率 Sentinel-2B

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基于反射光谱的铜元素地球化学异常研究

光谱学与光谱分析 2010年第5期30卷 1320-1323页

作者：刘苗蔺启忠王钦军李慧中国科学院对地观测与数字地球科学中心北京100012 中国科学院研究生院北京100049

为了探索应用遥感方法进行Cu元素地球化学异常研究的可行性,基于岩石样本的反射光谱及化学元素含量数据,分析了Cu与其他元素及Cu与反射光谱之间的相关关系,发现Fe与Cu关系最为密切,其次为Ti和As;Cu含量与反射光谱呈负相关性,且Cu含量越... 详细信息

为了探索应用遥感方法进行Cu元素地球化学异常研究的可行性,基于岩石样本的反射光谱及化学元素含量数据,分析了Cu与其他元素及Cu与反射光谱之间的相关关系,发现Fe与Cu关系最为密切,其次为Ti和As;Cu含量与反射光谱呈负相关性,且Cu含量越高,相关性越强。基于反射光谱对Cu,Fe,Ti,As四种元素进行了偏最小二乘分析,其中Ti建模精度最高,其次为Fe,精度最差的是As,虽然Cu的建模精度不高,但是可以基于Fe与Cu的强相关性,通过Fe来建立Cu异常的间接模型。为了提高建模精度,对反射光谱进行了多种变换,基于获得的多种光谱指标对Fe元素进行了偏最小二乘回归分析,训练样本及验证样本回归模型的最高相关系数分别达0.6876和0.5959。

关键词：偏最小二乘法反射光谱元素地球化学异常

悬浮二维晶体材料反射光谱和光致发光光谱的周期性振荡现象

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物理学报 2016年第13期65卷 217-223页

作者：乔晓粉李晓莉刘赫男石薇刘雪璐吴江滨谭平恒中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室北京100083

研究了在二氧化硅/硅衬底上制备的悬浮石墨烯以及二硫化钼的反射光谱以及悬浮二硫化钼的光致发光光谱.研究发现:悬浮多层石墨烯的反射光谱表现出明显的振荡现象,并且该振荡具有一定的周期性;振荡周期的大小不依赖于悬浮多层石墨烯的层数... 详细信息

研究了在二氧化硅/硅衬底上制备的悬浮石墨烯以及二硫化钼的反射光谱以及悬浮二硫化钼的光致发光光谱.研究发现:悬浮多层石墨烯的反射光谱表现出明显的振荡现象,并且该振荡具有一定的周期性;振荡周期的大小不依赖于悬浮多层石墨烯的层数,而是随着衬底上沉孔深度(空气层厚度)的增加而减小.利用多重光学干涉模型可以解释这种振荡现象以及振荡周期随沉孔深度改变的变化趋势.该模型计算结果表明,只有当沉孔深度达到微米量级时这种振荡现象才会显著出现;并且可由振荡周期定量地确定出沉孔深度.对于悬浮的二硫化钼样品,其反射光谱和光致发光光谱也出现了类似的振荡现象.这表明这种振荡现象是在各种衬底上悬浮二维材料反射光谱和光致发光光谱的一种普遍性结果,也预示悬浮二维材料器件的电致发光光谱也会出现类似的振荡现象,对悬浮二维晶体材料的物理性质和器件性能研究具有一定的参考价值.

关键词：二维晶体材料反射光谱光致发光光谱振荡

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基于近红外反射光谱的洋葱可溶性固体物检测

光谱学与光谱分析 2013年第9期33卷 2403-2406页

作者：王海华李长缨李民赞中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 佐治亚大学生物与农业工程系

研究利用近红外(924～1 720nm)反射光谱预测了洋葱的可溶性固体物含量。实验选取了三种不同产地和不同采收期的洋葱为样本(268)。在重复采集光谱数据之后,榨取对应光谱采集处洋葱块汁,测定可溶性固体物参考值。研究对比了Savitzky-Gola... 详细信息

研究利用近红外(924～1 720nm)反射光谱预测了洋葱的可溶性固体物含量。实验选取了三种不同产地和不同采收期的洋葱为样本(268)。在重复采集光谱数据之后,榨取对应光谱采集处洋葱块汁,测定可溶性固体物参考值。研究对比了Savitzky-Golay平滑、散射校正和微分处理等预处理方法,同时基于偏最小二乘回归方法建立了统计模型。结果表明,带S-G平滑的微分处理在平滑窗口为32,跨度为10时效果最佳。一阶微分比二阶微分的预处理效果要好,预测复相关系数R2为0.87,均方根误差RMSEP为2.42°Brix。对比显示,无平滑处理光谱数据散射校正预处理得到的结果最好,预测复相关系数R2为0.88(RMSEP=2.31°Brix)。采用交叉验证得到的PLSR模型预测复相关系数R2为0.90,RMSEP为1.84°Brix,其相对分析误差RPD为3。说明加散射校正处理的近红外反射光谱可用于洋葱的可溶性固体物检测。

关键词：近红外光谱反射光谱洋葱可溶性固体物

基于反射光谱技术的植物叶片SPAD值预测建模方法研究

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光谱学与光谱分析 2009年第6期29卷 1607-1610页

作者：杨海清姚建松何勇浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310029 浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310032 浙江省海宁市农业机械管理站浙江海宁314400

植物叶片SPAD值反映了植物叶绿素含量,对特定的植物也反映了氮含量。为了实现植物叶绿素含量的快速无损检测,利用光纤反射光谱技术对植物叶片SPAD值进行了预测建模研究。实验中选取70个样本作为建模集,50个样本作为校验集。通过叶片光... 详细信息

植物叶片SPAD值反映了植物叶绿素含量,对特定的植物也反映了氮含量。为了实现植物叶绿素含量的快速无损检测,利用光纤反射光谱技术对植物叶片SPAD值进行了预测建模研究。实验中选取70个样本作为建模集,50个样本作为校验集。通过叶片光谱比对,发现光谱红边段650～750 nm对SPAD预测建模有直接关系。实验确定了光强调节因子和叶片厚度影响因子。首先通过待定系数法构造出SPAD预测公式,然后用Visual Basic6.0设计的遗传算法进行参数寻优,最后确定最佳敏感波段为683.24～733.91nm。分析表明,叶片厚度对SPAD反射光谱模型精度有显著影响。经过叶片厚度修正后的建模集拟合因子R2为0.865 8,校验集拟合因子R2为0.916 1。结果表明,利用反射光谱技术建立的SPAD预测模型是成功的,从而可为仪器开发提供方法指导。

关键词： SPAD预测反射光谱叶片厚度遗传算法光纤光谱仪

由荧光和反射光谱研究胶原蛋白与抗坏血酸对老化肌肤的吸收速率和治疗效果

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光谱学与光谱分析 2012年第12期32卷 3299-3303页

作者：杨伯温林育民王诗渊叶景棠明新科技大学工学院光电系统工程系明新科技大学工学院电子工程研究所

胶原蛋白是皮肤组织中的结构性蛋白,其数量和健康关系到外表皱纹的生成与皮肤的老化现象;而抗坏血酸有良好的美白与抗氧化能力,可使肌肤外表更白皙亮丽和保持健康。由于胶原蛋白具有自体荧光,因此我们提出一个藉由皮肤光谱来检验胶原蛋... 详细信息

胶原蛋白是皮肤组织中的结构性蛋白,其数量和健康关系到外表皱纹的生成与皮肤的老化现象;而抗坏血酸有良好的美白与抗氧化能力,可使肌肤外表更白皙亮丽和保持健康。由于胶原蛋白具有自体荧光,因此我们提出一个藉由皮肤光谱来检验胶原蛋白含量的方法,此检测法更具实时性与非侵入性。本研究使用胶原蛋白和抗坏血酸,涂抹于健康的、与有斑点、皱纹等问题的肌肤,以其荧光与反射光谱随时间的变化,归纳出胶原蛋白与抗坏血酸对不同部位肌肤的吸收难易与修复疗效。结果显示,皮肤会对适当浓度的胶原蛋白或抗坏血酸之吸收效果较佳;加上适当浓度的抗坏血酸,胶原蛋白可被有效吸收同时产生良好的除皱效果;而抗坏血酸之去斑效果也在此研究中明确证实。藉由此一系列科学性的实验,可确实验证美容保养品的作用,帮助爱美人士对化妆保养品的正确选择与正确使用,发挥最好的疗效。

关键词：胶原蛋白抗坏血酸自体荧光非侵入性荧光光谱反射光谱

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黑土反射光谱特征影响因素分析

光谱学与光谱分析 2009年第11期29卷 3019-3022页

作者：刘焕军宇万太张新乐马强周桦姜子绍中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁沈阳110016 东北农业大学资源与环境学院黑龙江哈尔滨150030

以黑土高光谱反射率为研究对象,运用去包络线处理、光谱角度/特征匹配方法,分析黑土反射光谱特征主要影响因素。结果表明,成土母质决定了土壤反射光谱的基本特征;有机质是小于1000nm范围黑土反射光谱特征的决定因素,同时由于有机质与土... 详细信息

以黑土高光谱反射率为研究对象,运用去包络线处理、光谱角度/特征匹配方法,分析黑土反射光谱特征主要影响因素。结果表明,成土母质决定了土壤反射光谱的基本特征;有机质是小于1000nm范围黑土反射光谱特征的决定因素,同时由于有机质与土壤水分、机械组成的相关关系,间接影响着大于1000nm的波谱范围;土壤光谱反射率随含水量的变化过程可以用三次方程模型进行定量描述;铁对黑土反射光谱特性影响较小;粗糙度主要影响土壤反射率的大小;秸秆覆盖对土壤反射率大小与形状特征的影响均较大;不同耕作措施土壤反射率大小依次为免耕、翻耕、组合、少耕、旋松。

关键词：反射光谱母质有机质水分耕作措施