不同预处理方法对PLS模型检测鲜长枣糖度的影响

为寻找适合近红外光谱无损检测鲜长枣糖度含量的最佳光谱预处理方法,进行鲜长枣样品近红外光谱数据的预处理方法比较研究.探讨了15种光谱预处理方法对偏最小二乘法建模精度的影响.结果表明,小波变换和多元散射校正相结合是近红外光谱偏最小二乘模型无损检测鲜长枣糖度的有效预处理方法,其相关系数和内部交叉验证均方差分别为0.741 1...     

基于光谱转换的土壤盐分反演与动态分析

为了对黄河三角洲地区进行大范围、长期的盐渍土监测,以研究区2000—2016年间4景Landsat-5 TM,EO-1 ALI,Landsat-8 OLI时间序列影像及Hyperion高光谱数据为基础开展土壤盐分定量反演分析.将Hyperion数据按照光谱响应函数分别重采样为TM,ALI,OLI模拟数据,采用数值回归方法计算TM,ALI与OLI对应波段间的光谱转换系数,从而将TM,ALI影像转换为OLI时序影像.分别采用偏最小二乘回归模型与多元线性回归模型建立土壤光谱与盐分参量间的预测关系,并将最优预测模型应用于OLI时序影像进行盐分反演制图,通过叠置方法进行盐渍土演化分析.结果表明,光谱转换方法提高了多传感器间数据一致性.偏最小二乘回归-电导率(PLSR-EC)模型的相关系数为0.700,采用2012年电导率实测值检验该模型反演结果,相关系数为0.690.研究区内高盐分土壤减少并向低盐分土壤转化.     

基于玉米近红外光谱的CWT-SVR蛋白质预测模型

采用国家标准方法测定125个玉米样品的蛋白质含量,并同时进行红外光谱(NIRS)测定.在连续小波变换(CWT)处理玉米NIRS数据的基础上,通过多次随机选择定标集和校正集样品的模型优化方法,建立了二次ε不敏感损失函数的CWT-SVR蛋白质预测模型.模型用于检验集样品中蛋白质的测定,结果满意,且优于传统的偏最小二乘模型(PLS).     

博斯腾湖西岸湖滨绿洲土壤含盐量高光谱估算

以博斯腾湖西岸湖滨绿洲土壤盐分及其对应的高光谱数据为研究对象,对原始光谱反射率(R)进行均方根(R)、对数(lg R)、倒数(1/R)、对数倒数(1/lg R)变换,引入分数阶微分对变换的光谱反射率进行0～2内的微分预处理,通过显著性检验优选特征波段,并利用特征波段进行偏最小二乘回归的建模和验证。结果表明:1)通过显著性检验较多的特征波段是:1/R为691个波段,比通过原始波段多226个波段;且随着阶数的增加,在各阶数中通过显著性检验的波段数量呈先增加后减少的趋势;通过数量较多的特征波段是1/R的0. 4阶和0. 6阶,分别为145、150;2)原始光谱反射率的相关性极大值绝对值是:2阶为0. 53,其他4种数学变换的相关性极大值绝对值比R高0. 11～0. 16,特征波段主要集中在600～1 000 nm和2 020～2 330 nm;3)在原始光谱反射率及其变换值的各分数阶微分利用偏最小二乘回归建模中,1/lgR的0. 2阶建立的模型为最佳模型,R_C~2=0. 78,RMSE_C=1. 56,R_V~2=0. 63,RMSE_V=1. 44。     

OSC-PLS算法在近红外光谱定量分析中应用的研究

提出一种新的光谱预处理方法--正交信号校正,并将正交信号校正与偏最小二乘法相结合的OSC-PLS方法应用于固体含能材料中挥发份的定量分析.利用正交信号校正,对光谱数据进行预处理,剔除光谱矩阵中所含的各种噪声信号,将去噪后的光谱矩阵作为新的自变量矩阵,再利用偏最小二乘方法建立校正模型.结果表明:用OSC-PLS方法建立模型与用传统偏最小二乘法所建模型相比精度明显提高,这对近红外光谱分析在该领域的应用具有重要的理论意义和实际推广价值.     

基于支持向量回归的驴肉脂肪和蛋白质近红外检测模型优化

驴肉的脂肪含量低、蛋白质含量高,是一种营养价值较高的食用肉类.选择了40个不同个体和不同部位的驴肉鲜肉样品,采集了样品在4 000～12 500 cm~(-1)光谱的近红外漫反射光谱,并使用索氏提取法和凯氏定氮法分别检测了样品的脂肪和蛋白质参考数据.分别使用主成分分析和偏最小二乘回归对肉块和肉糜2种类型的样品光谱数据进行了压缩,结合支持向量回归算法分别建立了驴肉脂肪和蛋白质的定量模型,并与偏最小二乘回归模型进行了性能比较,发现肉糜光谱使用主成分分析降维结合支持向量回归算法所建立的驴肉脂肪模型,以及肉块光谱使用偏最小二乘回归降维结合支持向量回归算法所建立的驴肉蛋白质模型定量结果最优,其交叉验证均方根误差和相对预测误差分别达到了0.058%、14.69以及0.111%、14.39.结果表明,近红外光谱结合主成分分析或偏最小二乘回归降维以及支持向量回归算法所建立的模型预测精度较高,可对驴肉的脂肪和蛋白质含量进行可靠的检测.     

近红外光谱定量检测丙烷和异丁烷

近红外光谱分析技术结合偏最小二乘法（PLS）对多成分挥发性有机物（VOCs）进行连续的在线监测具有重要意义．用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）分析了丙烷和异丁烷2种挥发性有机物的近红外光谱特征．采用线性回归建模方法——偏最小二乘法在丙烷和异丁烷混合气体的近红外光谱范围（5600～6200cm^-1）内建立了预测模型．基于该模型预测了验证集样品中2种气体的含量,并对模型进行了评价．结果表明,对2种气体浓度的预测比较准确,相对误差基本在5％以内．     

遗传算法选择特征波长在紫外光谱检测COD中的研究

为简化紫外光谱测化学需氧量检测模型,提高模型的预测精度,将偏最小二乘算法与遗传算法相结合,优化对紫外光谱特征波长的选择.通过建模和实验分析表明:使用该方法对特征波长进行选取,偏最小二乘回归模型在均方误差意义下达到最优,平均相对误差在5%以内,而且预测精度明显优于未经遗传算法选取波长的偏最小二乘回归模型.     

最小二乘Littlewood-Paley小波支持向量机在发酵过程建模中的应用

针对谷氨酸发酵过程一些关键参数不能在线测量而导致的建模精度不高问题,利用最小二乘支持向量机(LSSVM)和小波的理论,建立了一种新的模型.首先,选取Littlewood-Paley小波函数作为LS-WSVM的核函数,进而设计出最小二乘小波支持向量机(LS-WSVM),然后利用该算法对谷氨酸发酵过程进行建模.通过实际应用,实现了对残糖浓度、菌体浓度、谷氨酸浓度等不能在线测量变量的较准确预测,相对于LSSVM建模而言,提高了一个数量级,预测误差也明显得到改善,说明了该建模方法的有效性,具有一定的推广和应用价值.     

基于偏最小二乘回归的鱼雷管峰压估计

采用偏最小二乘回归方法,经交叉有效性检验建立了鱼雷管峰压的回归方程.通过实验数据比较,该模型拟合精度较强,说明偏最小二乘回归是估算舰艇鱼雷发射内弹道特征参数的一种有效方法.     

基于TM影像的长江口悬沙浓度遥感反演定量模式研究

近年来,由于水利工程等因素,长江入海径流量变化较大并导致入海泥沙量明显呈下降趋势,必会影响海岸带环境．利用遥感技术研究泥沙含量不仅速度快,效率高,周期短,而且对分析河口海岸带冲淤变化,研究流域入海物质通量、物质循环、河口沙洲变化,港口建设,航道治理以及海岸带环境管理都有十分重要韵意义．利用长江口TM影像数据以及现场采集的多个长江口表层悬沙浓度数据,建立悬沙浓度遥感定量反演模式．通过对遥感数据预处理,运用不同的悬沙反演模式进行回93分析,得到低浓度悬沙水体运用多项武模式反演效果较好,高浓度表层悬沙水体运用乘幂模式反演效果较好,同时应用Arcgis软件绘制成悬浮泥沙空间分布图,并归纳出长江口悬沙分布和输移的基本规律．     

辐射沙洲东大港潮流水道悬沙输移机制分析

以东大港潮流水道4号站位的水、沙实测资料为例,利用悬沙通量机制分解法、功率谱分析法,对东大港潮流水道悬沙输移的动力机制进行分析探讨.结果表明,悬沙净输移以平流作用占优,“潮泵效应”项在悬沙输移中也相当重要;潮流流速是水体含沙量变化及悬沙输移的主要动力因素.     

遥感数字图像处理在高山积雪覆盖地区增强成矿岩石的纹理信息

积雪是在高山雪域开展地质找矿工作的主要障碍。利用ＴＭ数据在该地区开展地质工作时,由于受可利用数据时相的限制,应用效果往往不很理想。本文从统计、研究雪和岩石光谱特征曲线入手,结合研究区积雪对不同ＴＭ波段图像中地形响应的漫反射统计分析特点,采取波段比值＋假彩色合成图像求反处理的方法,有效地突出了不同岩性的纹理信息,达到了区分岩类的目的。     

水体悬浮泥沙动态监测的遥感反演模型对比分析——以鄱阳湖为例

水体泥沙是进行水环境监测及研究与泥沙输移有关的侵蚀、沉积过程所带来的灾害问题的关键因素,实现悬浮泥沙遥感定量动态监测的关键在于建立合适的反演模型。采用实测光谱模拟TM/ETM 和MERIS数据,对比分析了单波段和波段比值遥感因子构建的5种常用的经验半经验模型。结果表明,以MERIS第7波段遥感反射率为遥感因子建立的对数模型最适宜鄱阳湖地区悬浮泥沙的动态监测。     

长江口及邻近海域水体反射率的模拟

通过对2009年8月和11月水体光学特性的分析发现：长江口邻近海域夏秋两季反射光谱曲线由于悬浮泥沙、浮游植物以及黄色物质的影响呈现4种形状;叶绿素a浓度与浮游植物吸收系数可通过两种方式建立良好关系;将水体各组分光学特性参数化,并结合叶绿素a浓度与吸收系数的两种关系分别建立水体反射光谱参数模式,从而可以对水体遥感反射光谱进行模拟,模拟曲线的均方根误差分别为0.004 4和0.004 5.在模式的建立中,根据长江口海域水体组分浓度的分布状况,对悬浮泥沙浓度以及叶绿素a浓度进行分类,得到不同水体组分浓度下反射率光谱曲线;然后分别获得模式参数并进行模拟,得到的反射率模拟曲线与实测相对均方根误差为0.003 5,具有更高的模拟精度.     

悬移质在可见-红外波段的瑞利散射特性及其应用

本文根据散射消光原理, 建立了一种新的检测悬移质含沙量及其粒径分布的方法, 文章主要介绍了该方法所依据的理论、实地检测时所用仪器的框架图、并对具体检测时可能引起的误差进行了分析. 可见-红外分光光度法被引入到泥沙分析领域可望取代传统的光电测沙法或烘干称量法. 简单模拟实验的结果表明该方法具有可行性和诱人的应用前景.     

长江口水质MERIS卫星数据遥感反演研究

【目的】获取准确的水质参数分布情况,进而对水质参数与动力作用复杂的河口水域环境进行综合评价。【方法】利用2011年5月30组长江口水域的遥感反射率数据,在尝试多种波段组合以及不同函数形式后,针对叶绿素a浓度和总悬浮物浓度分别建立最优经验反演模型。【结果】对总悬浮物浓度,波段差值(634~644nm)的二次函数形式最优,决定系数R~2为0.837,均方根误差(RMSE)为0.226mg·L~(-1),利用独立的验证样本得到平均绝对百分比误差(MAPE)为58.2%。对叶绿素a浓度,波段比值(650nm/644nm)的二次函数形式最优,R~2为0.552,RMSE为0.486mg·m~(-3),利用独立的验证样本得到MAPE为66.2%。将模型运用于2011年5月MERIS卫星数据,反演出长江口水域叶绿素a浓度与总悬浮物浓度空间分布图,叶绿素a浓度呈现出从河口向外海逐渐减少的趋势,最大值出现在舟山群岛附近。总悬浮物浓度呈阶梯状向外海减少。【结论】通过评价参数可看出,总悬浮物浓度反演模型对总悬浮物浓度反演效果较为准确,而叶绿素a浓度反演模型显示对叶绿素a的反演浓度较低。     

平潭竹屿湾潮流泥沙运动特征的数值模拟分析

基于非结构网格FVCOM模型构建平潭竹屿湾潮流泥沙计算模型,开展竹屿湾附近海域潮汐潮流、悬浮泥沙输运模拟计算,分析其潮流泥沙的运动特征。模型计算结果显示,海坛海峡内潮波为前进波,潮流与潮位变化同步,但竹屿湾内的潮波为驻波;海坛海峡内大潮、小潮期间垂线平均悬浮泥沙浓度差别较小;现状条件下海床的年最大冲刷强度约为10 cm·a-1。实测数据与模拟计算结果的对比研究表明,模型可以较好地模拟竹屿湾附近潮汐潮流和泥沙的运动特征;竹屿湾海床总体稳定,可能是周围工程建设和人工采砂导致竹屿湾海床局部发生冲淤。     

考虑悬移质效应的桥墩动床冲刷精细化分析方法

基于欧拉流固两相流理论并考虑悬移质效应进行桥墩动床冲刷精细化分析.针对动床冲刷与清水冲刷的主要区别,采用不平衡输沙法建立床面变形方程,考虑悬移质与推移质质量交换从而间接影响床面变形.通过对计算流体力学(CFD)软件ANSYS Fluent二次开发,利用床底切应力以及底面网格泥沙浓度分别计算推移质输沙率以及悬移质与推移质的交换通量,由此得到床底网格瞬时变化值,从而实现边界网格的动态更新,以此进行桥墩周围河床动床冲刷过程的动态模拟.通过将数值计算结果与经典理论分析及部分试验结果进行对比,在悬移质分布、局部冲刷深度以及冲刷坑形态等方面充分验证所提出动床冲刷计算方法的合理性与准确性.最后通过参数分析证明了悬移质浓度会明显影响动床冲刷的深度与形态,得出了选择动床冲刷模型并采用流固两相流进行桥墩冲刷精细化分析具有显著必要性的结论.     

长江口南港底沙再悬浮特征及其浓度预测

利用声学悬沙浓度剖面仪（ACP-1）和Endeco流速仪、双频测深仪等对长江口南港底沙再悬浮的浓度、流速和盐度、水深等进行连续14h定点同步观测。对长江口南港底沙再悬浮特征及其影响因子进行综合分析，结果表明：转流阶段再悬浮频率较小，强度较大；涨（落）急阶段，再悬浮频率较大，强度较小；过滤阶段，再悬浮频率和强度随流速同相变化；底沙再悬浮浓度的主要影响因子是盐度、流速、水深和悬沙粒径。再悬浮浓度与流速、盐度、水深和悬沙粒径的线性回归关系显，相关系数达0.91，且流速、水深和粒径与之呈正相关，盐度与之呈负相关。