浮游植物活体三维荧光光谱特征提取

测量了6种东海常见的浮游植物在两个温度(20℃,15℃)、三个光照(7000Lux,4100Lux,1100Lux)下的不同生长期的三维激发／发射荧光光谱,研究了光谱特征提取方法。对去除散射干扰后的三维光谱进行了奇异值分解,得到的相应于激发光谱的第一主成分具有区分藻种的能力,可作为三维光谱的特征光谱。分析结果表明,实验条件下,等鞭金藻(Isochrysis galbana)、岛国大扁藻(Platymonas helgolanidica)和中肋骨条藻(Skeletonema costatuma)的特征光谱相似度高,塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、东海原甲藻(Prorocentrum dentatum)和尖刺拟菱形藻(Pseudo—nitzschia pungens)光谱相似度稍差。     

海洋浮游植物粒径分布方法研究

用显微测微计法和库尔特计数法两种方法分别测定了 12种海洋浮游植物的粒径大小。对两种方法测得的浮游植物的平均粒径和测量误差进行了统计分析和比较 ,结果表明库尔特计数法的测量精密度为 (99 7± 0 2 4 ) % ,而显微测微计法的精密度为 (5 7 2± 12 75 ) %。首次用Gauss函数对其粒径分布进行了拟合 ,结果表明两种方法测得的浮游植物粒径分布形式相同 ,粒径范围存在较大程度的交叠 ,拟合得到的中值粒径结果具有线性相关性。拟合后所得的相关参数表明 ,库尔特数据同显微镜数据相比具有较高的相关系数 ,二者分别为 0 989和 0 95 2。对于粒径分布 ,实验研究的 12种海洋浮游植物皆符合Gauss分布函数或复合Gauss分布函数 ,分别呈“单峰”、“双峰”或“三峰”型分布曲线 ,赤潮藻种的粒径分布似乎比“普通”海洋浮游植物要复杂 ,可呈现出“双峰”或“三峰”型分布曲线 ,这可能主要是由于赤潮藻种特殊的生长、分裂机理所致     

小波分析在活体浮游植物离散三维荧光光谱特征提取及识别中的应用研究

为了区分和识别不同属的浮游植物,选择了Daubechies-3小波的二阶低频分量对10种浮游植物的离散三维光谱进行了特征提取.Bayes判别分析结果表明此类特征谱对不同属间浮游植物的正确判别率可达96.75%.利用非负最小二乘法,依据此类特征谱建立的标准谱库可对加入不同噪声的某些藻进行100%的定性识别.可对绝大多数混合样中优势种进行定性识别;并可使某些优势种的识别量达到真实量的75% 以上.小波分析可对浮游植物在属的层次上进行有效的特征提取.     

高斯分解法研究浮游植物荧光激发光谱

研究了甲藻和硅藻两个门类的六种浮游植物在发射波长为675 nm处的活体叶绿素荧光激发光谱.对其作四阶导数分析的基础上,根据导数光谱中出现的极大值位置和数量,对甲藻门和硅藻门的激发光谱分别设定统一的初始中心波长.以初始波长为中心对激发光谱做高斯分解及多峰拟合,建立门类水平上统一的高斯基库.研究发现,在波长为350~550 nm内,甲藻和硅藻的高斯基库特征差异显著,而同门类的高斯基库特征相似,表明高斯分解法为甲藻和硅藻的分类识别提供有效的技术手段.利用高斯基库的参数拟合原光谱,拟合曲线与原光谱能较好地吻合,误差小.高斯分解法可再现活体激发光谱中重叠的色素荧光峰,也为光合色素的活体测定提供了新的方法.