苹果可溶性固形物含量的多元线性回归预测

目的可溶性固形物含量是评价苹果品质的重要指标,为开发苹果品质快速检测设备提供理论基础。方法采用高光谱图像采集系统采集"富士"苹果的高光谱图像,并获取感兴趣区域的反射光谱;应用连续投影算法对标准正态变换预处理后的光谱进行降维;基于选取的特征光谱建立预测苹果可溶性固形物含量的多元线性回归模型。结果采用连续投影算法从256个全光谱中提取了12个波长作为特征光谱,明显提升了多元线性回归预测模型的运行效率;基于特征光谱建立的多元线性回归预测模型具有较好的校正性能(R_C=0.804,R_(Cm)=0.665%)和预测性能(R_P=0.859,R_(Pm)=0.413%)。结论研究建立的苹果可溶性固形物含量预测模型性能较稳定,可以满足实际应用需求。     

基于表面反射率的赤潮卫星荧光线高度算法比较

采用现场实测和室内培养两种方式测定了甲藻、赤潮异弯藻和叉角藻等赤潮藻以及新月菱形藻、海洋蓝绿藻、叉鞭金藻、塔胞藻、扁藻和小球藻等非赤潮藻类光谱曲线。采用的各卫星(MERIS,GLI,MODIS)的荧光波段数据按照其中心波长,从实际测定的高光谱反射率曲线提取而来,并按照荧光高度的计算公式得到其荧光高度。同时,采用统计分析方法建立荧光高度与叶绿素浓度的关系。10种藻类水体的荧光线高度与叶绿素α的回归分析结果显示了良好的线性关系,但部分藻种出现了负相关的结果。因为在高叶绿素浓度即赤潮条件下,浮游植物在荧光波段(685nm附近)和近红外波段(700～750nm)复杂的光谱行为,使得采用星载遥感器的叶绿素荧光波段探测某些藻类的赤潮时会出现偏差。同时,由于不同藻类的荧光高度与叶绿素浓度的关系也不一致,本文建议针对单独的赤潮种类应建立特定的荧光算法。相关问题还需要在实测的基础上进行更深入的研究。     

光谱相关能级匹配遥感目标提取算法

光谱相关能级波形匹配算法是在利用光谱相关系数确定谱带强度相似度,能级波形匹配技术确定波形特征相似度的基础上,将二者的乘积作为图像光谱与参考光谱间的总相似度来进行的高光谱遥感和多光谱遥感精确目标提取算法.在阐述基本原理的基础上,首先模拟了大气、噪声等边界条件对算法相似度的影响;其次,利用400个图像测试光谱对算法进行了精度评价;最后,对4种端元进行了目标提取.边界条件模拟结果表明,算法对大气效应具有较好的抑制作用,当大气效应小于模拟数值的50倍时,可以省略大气订正.虽然算法对噪声较为敏感,但通过噪声消除算法可以将该影响减小到最低,甚至将其消除掉;精度评价结果表明,算法的平均精度为85%.     

海洋微藻产生的不同粒级溶解有机物质的三维荧光光谱

通过过滤(0.7μm)和切向超滤(100kDa、10kDa、1kDa)技术将实验室内培养的赤潮异弯藻和中肋骨条藻藻液分离成100kDa-0.7μm、10～100kDa、1～10kDa的胶体浓缩液和＜1kDa的超滤液,利用激发-发射矩阵荧光光谱技术测定了不同粒级溶液中有机物的荧光性质,分析了三维荧光光谱图中的荧光峰位置、数量及荧光强度的变化情况.结果表明,两种微藻产生的类腐殖质荧光物质主要是＜1kDa的小分子物质.赤潮异湾藻产生的类蛋白荧光物质中,15%是100kDa-0.7μm的大胶体,8%是10～100kDa的中胶体,而大部分是＜1kDa的小分子物质.赤潮异弯藻各级超滤截留液的类蛋白荧光峰的发射波长与过滤液相比,发生蓝移,而超滤液的则发生红移,表明赤潮异湾藻产生的类蛋白荧光物质随着粒径的增大极性减弱.     

基于BP网络的苹果硬度高光谱无损检测

目的为了实现基于高光谱成像以及误差反向传播(BP)网络模型的苹果硬度快速无损检测。方法利用高光谱成像采集系统采集采后"富士"苹果的高光谱图像,然后提取整个苹果样本区域的平均反射光谱;利用连续投影算法(SPA)和竞争性自适应重加权算法(CARS)实现对标准正态变换预处理后光谱数据的降维;研究基于全光谱以及特征光谱的预测苹果硬度BP网络模型。结果采用SPA和CARS分别从256个全光谱中提取了18个和16个特征波长,明显提升了预测模型的运行效率,且SPA+BP网络模型具有相对较好的苹果硬度预测能力(rp=0.728,RPm=0.282 kg/cm2)。结论研究表明基于高光谱成像技术和BP网络建立的预测模型可快速无损预测苹果的硬度。     

时间序列三维荧光光谱数据的压缩预测

针对时间序列三维荧光光谱数据量大及非平稳的特点,从光谱维和时间维利用小波变换对数据进行了压缩。结果表明二维压缩重构前后的失真率均小于0.1,相似度都超过0.99,荧光区域一维压缩后重构失真率均小于0.2,相似度超过0.9,压缩效果较好。在小波压缩的基础上,进一步利用自回归移动平均模型对多元时间序列光谱数据进行了预测,探讨了6种不同压缩情况下的预测能力,并与小波神经网络预测方法进行了比较。相关的数值实验表明预测模型不仅对数据进行了有效的压缩,而且具有快速准确的预测能力。     

黑体辐射源HT-9500的空腔温场测量

高温变温黑体辐射源HT-9500有效光谱发射率测算及不确定度评估的核心为黑体腔非均匀温度场的测量问题。本文通过热电偶、均温块亮温以及本地亮温三种扫描方法测量了HT-9500黑体空腔在1000℃、1300℃、1500℃条件下的温场分布,讨论并给出温场上下限。该结论可以用于基于蒙特卡洛方法的有效光谱发射率测算及不确定度评估,进而可被应用于多光谱条件下的辐射温度量值传递及积分黑体法高温材料光谱发射率测量研究。     

基于三维荧光与BLLS/RBL同时检测蜂蜜中3种喹诺酮类抗生素

采用三维荧光光谱法实现对蜂蜜中的3种喹诺酮类抗生素(氟甲喹、恩诺沙星和左氧氟沙星)残留样本的数据测量,对所得光谱消除了二级瑞利散射和拉曼散射的干扰,采用小波优化集合经验模态分解(EEMD)的方法消除光谱噪声,完成了预处理过程。采用双线性最小二乘/残差双线性(BLLS/RBL)算法分别对预处理前后的样本进行定性、定量检测。结果表明:经预处理后可以准确地解析出样本中各组分光谱,且与原光谱有着极高的相似度。定量分析中,氟甲喹、恩诺沙星和左氧氟沙星的预测平均加标回收率RA分别为94.99%,100.20%,103.20%;均方根误差RMSE分别为4.03,0.21,0.29μg/L;灵敏度SL分别为3.2×10³,3.5×10⁴,3.3×10⁴μg/L;检测下限Lout分别为2.08,0.18,0.19μg/L;优于未经预处理的结果。     

光辐射老化试验箱校准系统中光谱辐射计的温度修正

针对光辐射老化试验箱校准系统温度对光谱辐射计响应度的影响,提出了一种多阶泰勒多项式拟合温度修正方法;对校准系统光谱辐射计的温度效应进行修正后,可使光谱辐射计在0~55 ℃的不同温度下光谱响应误差小于2%。     

赤潮生物原甲藻Prorocentrum分子识别和系统发育学研究

对东海原甲藻Prorocentrum donghaiense、海洋原甲藻P.micans、微小原甲藻P.minimum、立玛原甲藻P.lima(CCMP1966)四种赤潮生物的18S rDNA进行了PCR扩增和全序列测定及分析,比较了它们的遗传距离和相似系数,获得其18S rDNA序列中的三处高变异区,为设计快速识别原甲藻种间分子探针提供分子依据.同时结合12种具有代表性的重要赤潮甲藻的18S rDNA序列,采用邻接法(Neighbour-Joining,NJ)和最大似然法(Maximum Likelihood,ML)构建系统发育树,研究原甲藻的种间关系和进化地位,结果表明,营底栖生活的P.lima与营浮游生活的P.micans、P.minimum、P.donghaiense为多系起源,浮游型原甲藻与凯伦藻Karenia有更近的起源关系.     

Effect of atmospheric spectrum models on scintillation in moderate turbulence

Experimental studies have shown that a ‘bump’ occurs in the atmospheric spectrum just prior to turbulence cell dissipation. In weak optical turbulence, this bump affects calculated scintillation. The purpose of this study was to determine if a simpler non-bump atmospheric power spectrum can be used to model scintillation for plane waves and spherical waves in moderate to strong optical turbulence regimes. Scintillation expressions were developed from an ‘effective’ von Karman spectrum using an approach similar to that used by Andrews et al. in developing expressions from an effective modified (bump) spectrum. The effective spectrum extends the Rytov approximation into all optical turbulence regimes using filter functions to eliminate mid-range turbulent cell size effects to the scintillation index. Filter cutoffs were established by matching to known weak and saturated scintillation results. The resulting new expressions track those derived from the effective bump spectrum fairly closely. In extremely strong turbulence, differences are minimal.     

Fabrication and luminescent properties of Ce:LaAlO3 translucent ceramics

Ce³⁺ doped LaAlO₃ translucent ceramics were fabricated with solid-state reaction method and sintered in vacuum condition. LaAlO₃ single phase was formed at 1200 °C. Their microstructures were observed and luminescent properties were investigated. The average grain size increases with the increase of sintering temperature. A dense and pore-free microstructure is displayed at 1700 °C. A band to band absorption of LaAlO₃ host is round 220 nm. Three excitation peaks at 249, 317 and 354 nm were observed in the Ce³⁺:LaAlO₃ ceramics, they were attributed to the 4f–5d transition of Ce³⁺ ions. The scintillation properties were investigated by X-ray excited radioluminescence in Ce³⁺:LaAlO₃ ceramics and the emission peak is 428 nm.     

离散频谱分析中两邻近谱峰参数的识别

在理论概括比值法原理的基础上,提出一种新的自动识别和修正离散频谱中两邻近谱峰参数的方法.它保留了比值法计算简单的特点FFT谱分析时无需增加样本长度,谱峰参数修正识别的算法简单,无迭代搜索过程.不仅能识别间距不到一个频率分辨率的两个密集频率成份,而且能识别峰间距为1～6个频率分辨率的邻近谱峰参数,从而与比值法相辅相成,形成了一套完整的离散频率信号分析方法.仿真研究表明,该方法能有效克服窗谱函数主瓣干涉和旁瓣泄漏的影响,识别精度较高当峰间距大于0.2倍频率分辨率时,对于两个频率分量的各种截断情况,均能保证幅度误差小于6%,相位误差在5°以内.     

频谱校正理论的发展

在分析国内外各种频谱校正方法优缺点的基础上 ,系统地评述三点卷积校正法、比值 (内插法 )校正法及相位校正法等若干理论发展及应用问题。目前频谱校正理论已经能准确地自动识别出离散频谱中的单频成分和间隔较远的多频率成分 ,并自动校正其频率、幅值和相位 ;对多频成分谱线干涉中的单频成分能自动判定 ,且能用参数识别法对两个密集频谱进行校正 ;对于密集频率成分信号 ,可用频谱细化的方法 ,将发生谱线干涉的各谱峰分离开 ,再进行识别和校正。在不采长样时 ,密集频率成分和连续谱的识别和校正技术将是主要研究方向。频谱校正理论在振动信号分析和故障诊断中具有广阔的工程应用前景     

结构故障高阶谱诊断的一种方法

高阶谱较之功率谱有三个显著特点:(1)可用来检查过程高斯性;(2)可估计非高斯过程的相位;(3)可检查系统的非线性.高阶谱的特点使得它可用于故障诊断.本文分析了频响函数三阶谱对刚度变化的敏感度,并将它用于故障诊断.数字仿真与实物试验结果表明,本文提出的方法是可行和有效的.     

复合气凝胶RHF的制备及反应历程研究

通过分析间/对苯二酚-甲醛复合气凝胶反应体系的紫外吸收光谱,推断了该体系的反应历程应该是:间苯二酚与甲醛发生加成反应生成羟甲基化合物,而对苯二酚不参与跟甲醛的加成反应,但是,间苯二酚和对苯二酚的酚环上未被取代的活泼氢共同参与跟羟甲基之间的缩聚反应,参与凝胶核的形成,凝胶核继续生长并相互交联形成纳米网络结构.为进一步增强该推论的可靠性,研究了反应体系的红外光谱(FTIR)和透射电镜(TEM)图像.     

Effects of spectrum modification on fatigue crack growth

The purpose of this study was to investigate experimentally the effects associated with modification of a loading spectrum recorded from P‐3 a maritime aircraft on fatigue crack growth behaviour. The material is 2324‐T39 Al alloy widely used in the aircraft industry. Experiments were conducted using the full spectrum and modified versions of it such as only ‘positive’ (no negative loads) or with reduced (clipped) high peaks. The results show that the compressive loads decrease fatigue life of the specimen by ∼300%. Furthermore, by running tests with clipped peaks it was found that the fatigue life was shorten significantly due to reduction of crack growth retardation caused by highest tensile peaks. Multiple tests were conducted in order to establish a scatter in the experimental data under spectrum loads.     

离散频谱四点能量重心校正法及抗噪性能分析

在对比离散频谱能量重心法采用不同点数时的频率、幅值和相位校正精度的基础上提出了4点能量重心校正法,推导了高斯白噪声背景下单频率谐波信号采用4点能量重心法进行频率、幅值和相位校正的统计方差公式,通过仿真计算验证了其正确性.分析对比了采用不同点数进行能量重心校正时的优缺点,建议在工程中采用Han-ning窗4点能量重心法进行谐波信号离散频谱校正.     

粗糙表面轮廓谱的耦合性分析

双谱估计是分析随机信号的二次相位耦合、非线性、非对称性等特征的有效方法，但存在计算量庞大，估计精度较差，显示不够直观等缺点。本文提出了一种改进的对角线切片谱分析方法，并把它用于粗糙表面轮廓的非线性和耦合性特征分析。通过理论仿真研究和实验分析，结果表明这种方法简单、合理，而且有可能揭示加工过程中引起表面粗糙度间距和高度参数变化的原因。     

随机信号AR频谱模型的本质研究

本文对期望为准周期函数的随机信号AR频谱模型进行了深入研究,将AR模型从平稳随机信号扩展到非平稳随机信号,研究了该AR模型的基本原理,成立条件,模型参数求解等问题,并利用该模型对一实际随机信号进行了频谱分析。