NIRS结合PLS快速分析银黄颗粒中有效成分含量

研究旨在探讨利用银黄颗粒样品的近红外漫反射光谱(NIRS)信息,建立黄芩苷和绿原酸含量的校正模型,为银黄颗粒质量的快速评价提供1种新方法.以HPLC分析值为参照,采用近红外漫反射光谱技术采集100批银黄颗粒样品的近红外漫反射光谱,结合偏最小二乘法(PLS)建立了黄芩苷和绿原酸含量的校正模型.黄芩苷和绿原酸含量的校正模型相关系数(R2)分别为0.998和0.995,校正均方差(RMSEC)为0.578和0.123,内部交叉验证均方差(RMSECV)为2.356和0.412;经外部验证,预测相关系数(r)分别为0.995和0.984,预测均方差为(RMSEP)0.597和0.166.结果表明,该方法准确、简便、无污染,可实现大批量银黄颗粒样品的快速分析.     

巴戟天水溶性浸出物近红外光谱测定方法的建立

目的:运用近红外光谱技术和化学计量学方法,建立巴戟天水溶性浸出物含量的近红外光谱测定方法。方法:冷浸法测定159批试验药材的水溶性浸出物含量,并采集近红外光谱数据,采用多元散射校正法、一阶导数法对光谱进行预处理,结合偏最小二乘法建立巴戟天中水溶性浸出物含量的近红外光谱分析模型,并对模型进行验证,得到水溶性浸出物含量的近红外光谱测定方法。结果:测定方法中建立的测定模型,内部交叉验证决定系数为0.9915,交叉验证校正标准偏差为0.4720,预测标准差为0.4890,交叉验证的标准偏差为0.8695。结论:建立的巴戟天水溶性浸出物近红外光谱测定方法稳定,准确可靠,可用于巴戟天药材的水溶性浸出物含量测定。     

基于近红外光谱的面粉中偶氮甲酰胺含量检测方法的研究

探讨了 NIRS结合化学计量学方法进行偶氮甲酰胺含量快速检测的可行性.针对NIRS冗余信息较多的特点,运用competitive adaptive reweighted sampling(CARS)对偶氮甲酰胺建立PLS回归模型的特征波长进行优选.全光谱的特征波长点为1845个,经CARS300优选后,偶氮甲酰胺的特征...     

机载高光谱数据提取冬小麦冠层叶绿素含量的模型分析及验证

遥感提取叶绿素含量的方法是精准农业的重要研究方向之一,但是如何用冠层光谱数据有效地提取叶绿素含量仍然是一个难点。本文用光谱指数TCARI和OSAVI的组合建立提取冬小麦冠层叶绿素含量的关系式,并使用实验田获取的冬小麦冠层光谱以及与之同步的机载高光谱传感器OMIS数据进行了验证。通过误差分析讨论了该方法用于遥感高光谱数据时需要注意的问题,表明大气校正的精度,传感器的信噪比以及波段中心的漂移是模型反演精度的主要制约因素。     

库尔勒香梨含糖量的近红外光谱检测模型研究

以成熟期库尔勒香梨为研究对象,以香梨含糖量作为检测指标,使用近红外光谱仪采集香梨样本光谱数据,通过一阶差分、二阶差分、标准正态变量变换（SNV）、多元散射校正（MSC）等方法对原始光谱进行预处理分析,研究香梨糖分的近红外光谱响应,结果表明MSC方法更适合于香梨近红外光谱数据的预处理。使用SPXY算法将近红外光谱建模样本集按4∶1进行划分,并使用相关系数法提取12个特征波长变量。通过线性回归、偏最小二乘法（PLS）和支持向量机（SVM）等方法分别建立香梨含糖量的检测模型,并进行比较,PLS模型均方根误差（RMSE）为0.5457,预测精度（Precision）为0.9918,相关系数为0.5802,均优于其它两种预测模型。MSC+PLS预处理方法可用于库尔勒香梨含糖量快速、无损检测。     

褐潮土的光谱特性及用土壤反射率估算有机质含量的研究

本文通过ASDFR便携式光谱仪对132个风干土壤样品的光谱反射率进行了实验室测定。根据土样光谱反射率变化,获得了褐潮土土壤剖面的不同诊断层反射光谱特征。结果表明,在400～1200nm范围之间,土壤有机质含量与土壤光谱反射率有较好的相关性。利用导数光谱方法建立了预测土壤有机质含量的方程,提出了预测北京地区褐潮土有机质光谱的最佳波段。在波长447nm处采用反射率和A值(反射率倒数的对数)所建立的预测方程的预测精度较高。采用反射率的一阶微分建立的预测方程的最佳波段在516nm处。而A值一阶微分光谱在615nm处相关性最好。作为一项参考指标用光谱分析法评价土壤中有机质含量,以期对精准农业中土壤养分或肥力的预测具有一定的指导作用。     

在线近红外光谱法测定乙烯装置进料石脑油的芳烃含量

介绍了在线近红外光谱测定乙烯装置进料石脑油的芳烃含量的方法.结果表明:在线近红外光谱法的分析结果能够完全满足生产中的精度要求,再现性和重复性优于ATSM D5443(多维气相色谱法)的要求.该方法除有测量速度快的优点之外,还具有分析成本低、无污染、操作简单方便等特点,在所建立模型的预测范围内,能对样品进行准确、经济的分析.     

基于近红外数据预测烟草淀粉含量的GA-SVR模型

近红外数据主成分降维后的因子筛选是建模的关键问题,一般是按照主成分贡献率的大小依次选择主成分因子。本文利用遗传算法进行主成分降维后的因子选择,然后利用支持向量回归方法建立烟叶中淀粉含量的定量预报模型。计算结果表明:用遗传算法和支持向量回归方法联合建模,对于训练集和独立测试集所得淀粉含量计算值与实验室之间的相关系数平方分别为0.91和0.90,结果优于利用主成分贡献率筛选变量后再用支持向量回归建模的结果。     

基于LS-SVM的苹果近红外光谱回归模型的研究

提出了一种应用于苹果近红外光谱分析的LS-SVM回归模型;使用基于两层网格搜索的交叉验证算法确定LS-SVM的最优参数(γ,σ2),缩短搜索时间并提高了效率;针对LS-SVM稀疏性的缺乏和鲁棒性的不足,对模型进行优化训练.在不同方差的噪声下,通过优化训练模型的抗干扰能力明显强于常规训练模型;将优化后的LS-SVM模型应用于苹果酸度的预测,利用光纤光谱仪采集苹果近红外吸收光谱作为模型输入,使用酸度计测得苹果测量酸度值作为模型输出;实验结果表明,所建模型的相关系数和均方根误差为0.9615和0.0312,与MLR、PLR、ANN和常规LS-SVM模型比较,优化后的LS-SVM具有更好的回归性能.     

用于近红外校正模型的训练样本选择

近红外(near-infrared,NIR)校正模型建立时传统的训练样本选择方法只考虑光谱欧氏距离的同类就近选取,不考虑光谱特征异常的训练样本的影响.基于主元分析(principal component analysis,PCA)残差,在同类就近取样的基础上引入异常光谱剔除技术进行训练样本的二次提取,用于建立偏最小二乘(partial least squares,PLS)回归模型.实验结果表明,该方法比传统方法的预测精度有较明显的提高.     

偏最小二乘法同时测定食醋的有效成分和防腐剂的含量

偏最小二乘方法建立近红外光谱与组分浓度的多元校正模型,用于同时快速测定食醋的有效成分(总酸)和防腐剂(苯甲酸)含量。采用透射模式,样品不经任何处理测定近红外光谱。用17个食醋样品建立偏最小二乘法(PLS)模型,用3个样品作为预测样品以评估PLS模型。结果:食醋中的总酸和苯甲酸在2 125～2 325 nm区域之间,与光谱有良好的线性关系,总酸的PLS模型中,隐变量为3时,预测均方根误差0.038 7 g·L~(-1),总酸含量与光谱的线性相关系数达到0.999 7,相对预测误差5.89%;苯甲酸的PLS模型中,隐变量为6时,预测均方根误差降至0.013 8 g·L~(-1),苯甲酸含量与光谱的线性相关系数达到0.999 8,相对预测误差降至4.29%。     

辣椒粉掺杂苏丹红的近红外光谱鉴别及其含量测定方法研究

研究应用漫反射近红外光谱快速鉴别辣椒粉中的苏丹红及其含量测定的方法。利用漫反射模式直接测定含有苏丹红的辣椒粉的近红外光谱,采用多元散射校正(MSC)方法对光谱进行校正,利用主成分分析研究含有苏丹红的辣椒粉和未含苏丹红的辣椒粉空白样品的分类。根据高效液相色谱测定辣椒粉中的苏丹红含量,利用偏最小二乘方法(PLS)建立苏丹红含量与近红外光谱之间的线性模型。结果显示,利用主成分分析可以方便、快速和准确地区分有无苏丹红的辣椒粉;苏丹红含量与近红外光谱具有良好的线性关系,当隐变量数目为7时,PLS模型的预测误差达到0.428μg/g,预测相关系数达0.973。     

L-半胱氨酸含量测定模型的研究

简介L-半胱氨酸的性质和含量的检测方法,探讨简便快捷的旋光度和吸光度测量法.利用Statistic软件模拟计算实验数据,求得用旋光度法测量L-半胱氨酸含量的数学模型为y=0.146657x2+0.05249,方差R=0.99979;用吸光度法测量L-半胱氨酸含量的数学模型为y=10842.1x,方差R=0.99898.比较两法可知,应根据溶液中有无旋光性物质而选择不同的测量方法,为测定L-半胱氨酸的含量提供准确、有效、快捷的方法和数学模型.     

在水分胁迫下棉花冠层叶片全氮含量的高光谱遥感估算模型研究

研究利用美国产ASD地物光谱仪,获取新疆北部地区棉花冠层关键生育时期的高光谱数据,采用红边积分面积变量估测棉花冠层叶片的全氮含量,对反射光谱进行一阶微分,应用一阶微分光谱数据,衍生出基于光谱位置变量的分析方法,以红边积分面积(SDr)为自变量,冠层全氮(TN)含量为因变量,做相关分析与处理,构建新陆早6号红边积分面积与冠层叶片TN含量的相关数学模型。研究在不同水处理条件下,对棉花冠层单叶叶绿素含量和单叶全氮含量做相关分析,结果表明:叶绿素含量与TN含量呈显著的正相关(R=0.8723,n=39),叶绿素含量能有效的估计棉花单叶TN含量;红边积分面积变量与冠层TN含量呈显著的相关性,相关系数是0.7394(n=40),利用构建的相关模型可以较为精确地估测棉花两个品种新陆早6号与8号冠层叶片的全氮含量,RMSE分别为0.3859和0.4272。研究认为红边积分面积变量具有预测棉花冠层全氮含量的应用潜力,研究得出利用3边面积变量构造的数学模型对反演作物冠层TN含量有较高应用价值。研究认为,红边位移现象结合红边幅度的变化的研究,用于诊断棉花水分胁迫也是可行的,关键是建立相应合理的诊断指标体系。研究结果证明:①随着棉花的生长发育,叶片的生理生化参数发生变化,冠层的生理生化参数随之发生变化;②.棉花叶片叶绿素含量与叶片的全氮含量相关性显著(R=0.8723,n=38),通过建立数学模型,可以估测叶片中全氮的含量;③由一阶微分光谱衍生出基于光谱“红边”位置变量的分析方法,使我们认识到“红边”的变幅、形状和面积包含了各个波段的信息,这些波段综合产生的变量所构造的模型,为棉花氮素营养参数的估计提供了预测能力;④如果棉花叶绿素含量高,说明水分充足、氮代谢旺盛,植株处于生长旺盛时期,红边向蓝光方向发生了位移。利用红边位移现象结合红边幅度的变化的研究,用于诊断棉花水分胁迫也是可行的,关键是建立相应合理的诊断指标体系。     

在水分胁迫下棉花冠层叶片全氮含量的高光谱遥感估算模型研究

研究利用美国产ASD地物光谱仪,获取新疆北部地区棉花冠层关键生育时期的高光谱数据,采用红边积分面积变量估测棉花冠层叶片的全氮含量,对反射光谱进行一阶微分,应用一阶微分光谱数据,衍生出基于光谱位置变量的分析方法,以红边积分面积(SDr)为自变量,冠层全氮(TN)含量为因变量,做相关分析与处理,构建新陆早6号红边积分面积与冠层叶片TN含量的相关数学模型。研究在不同水处理条件下,对棉花冠层单叶叶绿素含量和单叶全氮含量做相关分析,结果表明:叶绿素含量与TN含量呈显著的正相关(R=0.8723,n=39),叶绿素含量能有效的估计棉花单叶TN含量;红边积分面积变量与冠层TN含量呈显著的相关性,相关系数是0.7394(n=40),利用构建的相关模型可以较为精确地估测棉花两个品种新陆早6号与8号冠层叶片的全氮含量,RMSE分别为0.3859和0.4272。研究认为红边积分面积变量具有预测棉花冠层全氮含量的应用潜力,研究得出利用3边面积变量构造的数学模型对反演作物冠层TN含量有较高应用价值。研究认为,红边位移现象结合红边幅度的变化的研究,用于诊断棉花水分胁迫也是可行的,关键是建立相应合理的诊断指标体系。研究结果证明:①随着棉花的生长发育,叶片的生理生化参数发生变化,冠层的生理生化参数随之发生变化;②.棉花叶片叶绿素含量与叶片的全氮含量相关性显著(R=0.8723,n=38),通过建立数学模型,可以估测叶片中全氮的含量;③由一阶微分光谱衍生出基于光谱“红边”位置变量的分析方法,使我们认识到“红边”的变幅、形状和面积包含了各个波段的信息,这些波段综合产生的变量所构造的模型,为棉花氮素营养参数的估计提供了预测能力;④如果棉花叶绿素含量高,说明水分充足、氮代谢旺盛,植株处于生长旺盛时期,红边向蓝光方向发生了位移。利用红边位移现象结合红边幅度的变化的研究,用于诊断棉花水分胁迫也是可行的,关键是建立相应合理的诊断指标体系。     

近红外光谱定量模型的优选及在线应用

针对近红外光谱在线监测软件算法模型扩展功能受限和对外服务能力受限的问题,论文设计出一种预测精准且开放服务能力强的近红外在线葡萄糖浓度监测系统。首先,对原始的光谱数据进行预处理,对比多种奇异样本剔除算法以及区间选择算法,从而优选出最佳区间并建立葡萄糖浓度的定量分析模型。然后,将优选模型嵌入到基于java和websocket的后台检测接口中,解决模型嵌入问题,采用微信小程序作为前端展示平台可以很好地解决平台不适应问题。经过测试分析,所嵌入的优选模型具有更好的预测精度,所设计系统可以跨平台多终端远程访问,实时监测效果良好。     

当归中Z-藁本内酯及正丁烯基苯酞近红外定量模型的建立

建立快速测定当归中Z-藁本内酯及正丁烯基苯酞的近红外漫反射光谱定量模型。通过载有积分球漫反射装置的近红外光谱仪获得141批当归药材的近红外光谱,以高效液相色谱测定Z-藁本内酯及正丁烯基苯酞的质量分数,利用TQ Analyst 8.0软件的偏最小二乘法建立定量模型。结果表明,所建Z-藁本内酯模型的相关系数为0.9931,校正均方差为0.4464,预测均方差为0.50341交叉验证相关系数为0.9362,交叉验证均方差为1.0355。所建正丁烯基苯酞模型的相关系数为0.9672,校正均方差为0.5253,预测均方差为0.6462:交叉验证相关系数为0.9146,交叉验证均方差为1.0453。Z-藁本内酯及正丁烯基苯酞的平均预测回收率分别为100.99%及102.14%。研究表明,利用近红外光谱技术快速测定当归中Z-藁本内酯及正丁烯基苯酞的含量是可行的。