科研产出
蜂蜜中果糖和葡萄糖近红外检测的差异性分析及优化研究
《分析化学 》 2010 SCI 北大核心 CSCD
摘要：采集了来自全国20种单植物源和其它多植物源的101份的蜂蜜样品,分别运用傅立叶型近红外光谱仪采用光纤透反射(800～2500nm,2mm光程)和透射(800～1370nm,20mm光程)采集方式获得近红外光谱,来预测蜂蜜中结构和含量都很相近的果糖和葡萄糖含量。结果发现,两种测量方式下果糖、葡萄糖的预测准确度存在着较大的差异。为了分析这种差异产生的原因,采用支持向量机分析其非线性信息,采用遗传算法分析其特征波长,结果表明:这种差异主要来自两种糖分特征波长分布不同所导致。通过对两种糖分的检测方案进行优化,得出在利用近红外光谱技术检测蜂蜜中葡萄糖成分含量时应尽量采集短波区、长光程的光谱,或者对全谱区、短光程的光谱,进行特征波长的提取,避开水分的干扰,从而提高其预测精度;而对于果糖,则应尽量采集全谱区、短光程的光谱;采用常用线性定量建模方法PLSR就可以得到很好的预测模型,非线性的支持向量机模型未能明显提升模型性能。
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估测作物冠层生物量的新植被指数的研究
《光谱学与光谱分析 》 2010 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：冠层鲜生物量是指示作物长势状况的重要指标,可用于诊断作物氮素营养状况。但常规测定生物量的方法需要破坏性取样,不利于帮助精准施肥管理决策。遥感技术作为快速分析手段可用于估测作物多种生理、生化参数,特别是借助植被指数。研究表明归一化差值植被指数(normalized difference vegetationindex,NDVI)、最优土壤调节指数(optimization of soil-adjusted vegetation index,OSAVI)等现已构建植被指数可用于准确估测中低生物量信息,但在较高冠层生物量条件下,它们的估测能力显著下降。文章旨在提出更通用的新植被指数用于估测冠层生物量,以提高遥感技术在较高生物量条件下的预测准确度。试验在加拿大魁北克省的St-Jean-sur-Richelieu地区进行,5年(2004~2008)试验中采集了玉米及小麦不同生育期的地面高光谱数据及对应生物量信息,并在2005年获取航空机载高光谱影像一景(compact airborne spectro-graphic imager,CASI)。研究提出了红边三角植被指数(red-edge triangular vegetation index,RTVI),并将其与一些常见植被指数进行比较分析。结果表明RTVI是最好的估测冠层生物量的指数,在较高生物量条件下仍保持其对生物量变化的高敏感性,其与生物量间的决定系数为0.96。基于CASI影像,RTVI预测生物量值与实际测定值间的决定系数(R2)为0.58,预测标准误差为0.44 kg.m-2,取得了较好的结果。
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红外光谱技术在蜂蜜质量检测中的研究进展
《光谱学与光谱分析 》 2010 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：蜂蜜的品质检测和掺假判别对于保证产品质量、保障其食用安全性具有重要意义。传统的化学分析、抽样检测方法限于成本较高、操作复杂等原因,已不能满足生产实践中大范围检测的需求。近年来,蜂蜜检测技术正向快速化、高通量方向发展。光谱分析技术具有快速、非接触测量的优点,已在石化领域获得了广泛应用,在蜂蜜品质检测方面具有较大的应用潜力。并综述了近红外光谱分析技术和中红外光谱分析技术在蜂蜜定量和定性检测研究中的进展。主要包括这两种光谱分析技术在蜂蜜产品的品质检测、掺假判别、植物源判别、产地判别等方面的研究进展,通过这几方面的介绍,对红外光谱技术在蜂蜜分析检测中的检测原理、技术路线、准确度、影响因素及发展方向进行了综合分析。
关键词： 蜂蜜 近红外光谱 中红外光谱 检测 掺假 植物源 产地
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近红外、中红外和拉曼光谱法测定商品农药制剂中溴氰菊酯的含量
《光谱学与光谱分析 》 2010 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：利用近红外、中红外和拉曼光谱法定量分析了商品农药制剂中有效成分溴氰菊酯的含量,采用偏最小二乘法(partial least squares,PLS)建立溴氰菊酯的定量模型并进行了优化,用独立检验集对模型适应性进行评价。近红外和中红外法溴氰菊酯定量模型的相关系数和定标标准差分别是0.9999,0.022和0.9996,0.056,两种方法的定量效果接近;拉曼法溴氰菊酯定量模型的相关系数是0.9967,定标标准差是0.172,预测精度不如近红外和中红外高。MIR-ATR,NIR和Raman方法均能满足现场检测农药质量的需要,对生产企业的连续在线检测、监督部门进行农药质量控制和农产品安全具有重要意义。
关键词： 近红外光谱 中红外光谱 拉曼光谱 农药制剂 偏最小二乘法 溴氰菊酯
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植被冠层3D辐射传输模型及热辐射方向性模拟
《红外与毫米波学报 》 2010 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：研究了植被冠层的热辐射方向性并建立了有关模型.从辐射传输机理出发,建立了3D冠层场景,并将场景以微分体元方式进行离散,根据给定的观测几何参数进行逐个体元内部与体元之间的多次散射及发射辐射传输计算,最终通过积分运算得到所有微分体在半球空间上对给定观测方向上的热辐射,得出整个冠层的热辐射方向性.利用两个时相的地面观测数据对3D辐射传输模型及模拟结果进行了验证和分析,相关系数分别为0.91和0.79,RMSE分别为0.4K和0.6K,证明建立的模型是有效的,能改进热红外温度反演精度和实现组分温度反演.
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基于单通道算法的HJ-1B与Landsat 5 TM地表温度反演一致性研究
《光谱学与光谱分析 》 2010 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：针对传感器参数与Landsat 5 TM较为相近的环境减灾卫星HJ-1B的热红外数据是否能达到与TM6反演地表温度同样的效果的问题,作者获取了2009年4月15日覆盖北京地区相同范围的HJ-1B影像和Landsat 5 TM影像,采用Ji m啨nez-Mu oz和Sobrino的普适性单通道算法,通过遥感数据获取反演参数,对研究区的地表温度进行反演,并对两类数据反演结果的一致性进行了分析和评价。通过对反演结果的统计分析和分级填图表明,基于普适性单通道算法的HJ-1B与TM的热红外波段反演的地表温度在数值上和空间分布趋势上一致性较高。因此,具有较高时间分辨率和较大幅宽等优势的HJ-1B IRS数据在地表温度反演方面具有更大的潜力和应用范围。
关键词： 单通道算法 HJ-1B Landsat 5 TM 地表温度
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单粒大豆的近红外光谱特征及品种鉴别研究
《光谱学与光谱分析 》 2010 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：随着大豆生产及豆制品加工业的发展,大豆的品质育种已越来越被育种家所重视。传统的破坏性抽样检测方法已难以满足育种过程中早代材料的快速筛选要求。近红外光谱技术已在大豆品质检测中得到了广泛应用,但都是针对大量样本的,不能满足育种过程中对少量甚至单粒大豆品质检测的需求。文章采用AOTF近红外光谱仪对单粒大豆的漫反射光谱进行了研究。实验中测定了两个品种的大豆,分别是60粒"垦鉴豆43"和60粒"中黄13"。根据单粒大豆的近红外光谱,结合软独立建模分类法(SIMCA)建立定性分析模型,可准确鉴别大豆的品种。其研究中对"垦鉴豆43"和"中黄13"的识别正确率为100%。通过在不同部位多次测定单粒大豆的光谱,表明对于单粒种子的测定,光谱的准确获取及光谱的代表性是关键。大豆籽粒的表面形态对光谱扫描影响很大。对于表面光滑的大豆,光谱的重复性较好,而存在表面缺陷的种子,多次扫描得到的光谱存在明显差异。作为育种中快速筛选方法的需要,可在外观鉴定剔除表面缺陷的种子后,采用近红外光谱对内部成分进行检测,从而降低外部形态对光谱扫描的影响。
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利用高光谱红边与黄边位置距离识别小麦条锈病
《光谱学与光谱分析 》 2010 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：研究的目的是利用高光谱遥感尽可能早地识别出健康与遭受条锈病胁迫的小麦。通过人工田间诱发不同等级条锈病,在不同生育期测定感染不同严重程度条锈病的冬小麦冠层光谱及病情指数(disease index,DI)。对测定的光谱进行平滑并计算一阶微分值,并用两种方法分别提取光谱红边位置(rededge position,REP)与黄边位置(yellowe dge position,YEP):(1)一阶微分最大值法;(2)Cho and Skidmore方法。研究表明随着病情严重度的增加,REP逐渐向短波方向移动,YEP逐渐向长波方向移动,而REP-YEP则迅速的减小。分别对比分析了REP,YEP以及REP-YEP预测DI的能力,结果表明,以REP-YEP为变量的模型预测DI的精度最好,模型估测绝对误差(RMSE)仅为6.22,相对误差(relativeerror,RE)为14.3%,且能够提前12d识别出健康与病害胁迫的小麦。该研究不仅可为将来利用高光谱遥感大面积监测小麦病害提供理论与技术支持,而且对精准农业的实施也具有重要意义与实际应用价值。
关键词： 高光谱 小麦条锈病 红边位置 黄边位置 病情指数 反演模型
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基于多时相航空高光谱遥感影像的冬小麦长势空间变异研究
《光谱学与光谱分析 》 2010 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：精准农业技术是基于农田信息在空间和时间上存在的差异而实施的变量管理技术,本研究以2001年～2002年度在国家精准农业研究示范基地开展的冬小麦变量施肥对比试验为基础,获取冬小麦拔节期、灌浆初期及乳熟期的推扫式成像光谱仪(pushbroom hyperspectral imager,PHI)航空高光谱影像数据,提取反映冬小麦长势光谱参数,进行变量施肥处理区与常规处理区冬小麦长势空间变异的对比。研究发现,变量区与对照区光谱反射率分散度最大的区域主要集中在红边及近红外反射平台的附近,其中,乳熟期冬小麦光谱分散度最大,其次为拔节期和灌浆期。通过对比不同时相冬小麦长势信息,发现拔节期变量区作物长势空间变异程度要高于对照区,经过变量施肥处理后,灌浆期和乳熟期变量施肥区冬小麦长势空间变异程度低于对照区;对冬小麦产量的分析发现,变量区产量的总体空间变异小于对照区,但变量区总体产量略低于对照区。研究表明,利用遥感影像数据,可以及时获取作物长势的空间变异情况,为农业管理的生产、决策及时提供信息。
关键词： 推扫式成像光谱仪(PHI) 变量施肥 光谱参数 冬小麦 空间变异
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5种鹿茸营养成分的主成分分析
《光谱学与光谱分析 》 2010 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：对梅花鹿茸、马鹿茸、花马杂交鹿茸、麋鹿茸及驯鹿茸等五种鹿茸的常规成分、无机元素和氨基酸含量进行了测定。采用原子吸收光谱法测定了15种无机元素的含量;使用氨基酸分析仪结合分光光度法测定了五种鹿茸不同部位的17种氨基酸的含量。采用主成分分析法对鹿茸的营养成分进行分析,探讨了不同品种鹿茸的差异及特征成分。结果表明,粗蛋白、Ca、P、Na、Fe、Ba、Sr、谷氨酸及甘氨酸是鹿茸的特征成分,与鹿茸品质特征密切相关。根据无机元素含量的主成分分析得分图,可将梅花鹿茸、麋鹿茸与其他3种鹿茸区分,而常规成分和氨基酸的主成分得分图不能明显表征五种鹿茸的差异。主成分分析揭示了不同鹿茸在营养成分上的相似性和差异性。本研究为鹿茸的进一步开发利用提供了重要依据。
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