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近红外光谱分析应用研究及新型光谱感知节点入射光学系统设计

更新时间：2020-03-24 03:37:00 大小：27M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：近红外光谱分析 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

我国当前正处于传统农业向现代精细农业发展的转型期，“十三五”规划纲要指出，农业是全面建成小康社会和实现现代化的基础，必须加快推进农业现代化建设，提高农业生产质量。而推动信息技术与农业生产管理和资源环境的融合，提高农业智能化和精准化水平，是促进农业可持续发展、提高农产品质量安全的切实途径。其中，物联网技术当前已在农业资源监测、农业生产精细化管理、农产品储运和环境污染监控等环节得到越来越广泛的应用。

  NIR分析技术具有速度快、无损伤和多组分同时检测等优点，成为我国近二十年来发展最为迅速的高新分析技术之一。将NIR分析技术与物联网相结合，发展一种新型光谱感知节点，用于构筑光谱传感物联网，可增加物联网对物质成分的泛在感知能力。本文主要研究内容包括NIR分析应用研究和新型光谱感知节点入射光学系统设计两部分:NIR分析部分以茶叶为具体研究对象，开展NIR定性、定量模型构建和特征光谱波长提取算法研究，为实现节点动态分析和设计专用波段光谱感知节点提供技术支持;光学设计部分以新型光谱感知组件（上海技术物理研究所研制）作为核心分光和感知器件，对其进行被动光源条件下光机系统设计，构建50m探测距离超低空遥感用新型近红外光谱感知节点，可借助无人机载台或构建光谱传感物联网进行遥感探测。主要研究内容和结果如下:

  (1)采用NIR分析技术，以山东绿茶（崂山绿茶和日照绿茶）作为研究对象进行绿茶产地溯源、时令鉴别和内部有效成分定量检测，分析不同建模方法及光谱信噪比等对于绿茶产地鉴别模型的效果和影响;探究低分辨率光谱仪用于绿茶品质无损伤检测的可行性。实验使用爱万提斯近红外光纤光谱仪直接采集绿茶漫反射光谱，不对样本进行任何预处理工作，光谱波长范围1000～2500nm，分辨率6～90nm，提取1300～2300 nm波段光谱进行建模分析。具体结果如下:

  ①光谱信噪比对分析精度具有重要影响，随着信噪比减小，分类模型对预测集样本的识别率呈现一三阶函数下降趋势，且在识别率为85％和90％时所要求的最小信噪比分别为142∶1和261∶1。

  ②采用主成分分析(PCA)、偏最小二乘(PLS)、BP神经网络（BP-ANN）和支持向量机(SVM)等多种不同方法所建立山东绿茶产地识别模型，除PCA模...

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