连续小波变换高光谱数据的土壤有机质含量反演模型构建

土壤有机质含量是反映土壤肥力的重要指标,对其进行动态监测是实施精准农业的重要措施。近年来,众多学者尝试采用土壤近地传感(proximal soil sensing),尤其是近地高光谱技术,在田间和实验室获取不同形态土壤的高光谱数据,不断引入新方法建立适用于不同地域和不同土壤类型的有机质含量的反演模型。该研究在实验室内利用ASD FS3采集了土壤高光谱数据,采用“重铬酸钾-外加热法”测得了土壤有机质含量;分析了土壤原始光谱反射率(R)与有机质含量的相关性,选取R2>0.15的敏感波段的反射率;利用CWT对土壤原始光谱反射率(R)、光谱反射率的连续统去除(CR)进行不同尺度的分解,分析小波系数与土壤有机质含量的相关性,选取R2>0.3的敏感波段的小波系数;利用R选取的波段信息和R-CWT,CR-CWT的选取的小波系数,分别建立偏最小二乘回归(PLSR)、BP神经网络(BPNN)、支持向量机回归(SVMR)三种不同的土壤有机质含量反演模型。结果表明：相比R与土壤有机质含量的决定系数R2,R-CWT,CR-CWT变换后得到的小波系数与土壤有机质含量的决定系数R2分别提高了0.15和0.2左右;CR-CWT-SVMR的模型效果最为显著,预测集的R2和RMSE分别为0.83,4.02,RPD值为2.48,具有较高的估测精度,能够全面稳定地估算土壤有机质含量;CR-CWT-PLSR的模型精度与CR-CWT-BPNN,CR-CWT-SVMR相比虽有一定差距,但是其计算量要明显小于非线性的BPNN和SVMR方法,具有模型简单、运算速度快等特点,对开发与设计田间传感器具有较大的应用价值。     

激光诱导击穿光谱技术对钕铁硼永磁材料中多元素的定量表征

“磁王”钕铁硼是现今性能最为优异的永磁体,因其优异的磁性能被广泛应用于工业互联网、新能源、 5G通讯等诸多高新科技领域。目前研究钕铁硼材料中元素成分的主要分析方法有电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和X射线荧光光谱(XRF),其中ICP-OES是湿法分析,样品前处理复杂,测试周期长,而XRF法可实现直接分析,但受制于其轻元素的检测能力很难满足对钕铁硼材料中主要轻元素B的分析需求。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术具有分析效率高,样品前处理简单,多元素直接分析,适用于现场分析、在线分析等技术优点,使其在快速定量表征方面展现出其独有的优势。运用LIBS分析技术开展对钕铁硼材料中多元素定量表征的直接、快速分析的方法研究,首先针对钕铁硼材料中定量表征的九个元素Nd、 Co、 B、 Dy、 Tb、 Pr、 Cu、 Al、 Ga完成特征谱线的筛选,通过对系统激光器电压、激光剥蚀方式等因素在不同条件下对钕铁硼材料光谱信号稳定性的影响分析,优化并确立了分析条件,最终选用720V的激光器电压,15个预剥蚀脉冲15个剥蚀脉冲的激光剥蚀方式为钕铁硼样品的分析条件;其次,选取8个通过ICP-OES法定值...     

ECD & CAD裂解方式的FT-ICR-MS研究

傅立叶变换离子回旋共振质谱(Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry,FTICR-MS),具有经典质谱及现代质谱技术的多种功能,由于采用离子回旋共振质量检测器,FT-ICR-MS具有超高分辨率、超高灵敏度(fmol),以及较宽的质量范围(m/z＞10 000 u).多级质谱功能与肽库配合越来越广泛地应用到生物大分子的研究中[1-2],已经成为生命科学相关前沿领域如蛋白质组研究不可缺少的工具之一.     

辩证法与科学发现

科学的发展日益揭示了世界的物质统一性,揭示了世界发展的辩证过程,雄辩地证明了辩证法的正确性和科学性。正如恩格斯早在一百多年以前就指出的那样:“辩证法对今天的自然科学来说是最重要的思维形式。”“辩证法已经成了科学研究绝对必须的东西。”(1)目前国内外不少的科学工作者都在自觉地注意理论思维,研究方法论问题,为科学研究锻造新的理论武器。把哲学认识论和对自然规律的实际探索及创立科学理论结合起来,这是在科学上富有开拓精神的科学家们共同遵循的原则。对于这些科学家来说,辩证法能动地指导他们的科学实践,使他们在科学上有所…     

聚苯胺对2,5—二巯基—1,3,4—噻二唑氧化还原反应的电化学？…

研究了聚苯胺（ＰＡn）膜电极在２,５－二巯基－１,３,４－噻二唑（ＤＭcＴ）溶液中电化学处理或浸泡后的循环伏安（ＣＶ）曲线的变化规律。实验结果表明,ＰＡn膜电极在 ＤＭcＴ溶液中进行电化学处理或浸泡过程可使ＤＭcＴ进入ＰＡn膜内部与ＰＡn形成复合物。ＰＡn对ＤＭcＴ的电化学催化作用可能和二者之间形成的电子给体－受体复合物有关。该复合物的电何尝氧化还原特性不同于ＰＡn对ＤＭcＴ的电化学催化作用可能和得之间形成的     

聚苯胺对2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑氧化还原反应的电化学催化作用的循环伏安研究

研究了聚苯胺(PAn)膜电极在2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑(DMcT)溶液中电化学处理或浸泡后的循环伏安(CV)曲线的变化规律.实验结果表明,PAn膜电极在DMcT溶液中进行电化学处理或浸泡过程可使DMcT进入PAn膜内部与PAn形成复合物.PAn对DMcT的电化学催化作用可能和二者之间形成的电子给体-受体复合物有关.该复合物的电化学氧化还原特性不同于PAn和DMcT,其氧化还原反应速率和可逆性均优于DMcT.     

傅立叶变换离子回旋共振质谱分析与鉴定骨桥蛋白的多肽片段

采用高效液相色谱(HPLC)SCX及C4色谱柱从人乳样品的乳清部分分离与纯化出骨桥蛋白(Osteopontin, OPN),在一定条件下将其用胰蛋白酶酶解后,利用高分辨傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS),结合微喷雾(Nano-spray)技术,并借助Mascot软件数据库,获得了OPN相关多肽片段GDSVVYGLR和QNLLAPQTLPSK的质谱结构信息,分析了其裂解机理.研究表明,利用FT-ICR-MS并结合HPLC等化学方法,可以高效、快速地分离与纯化人乳样品中的OPN,借助Mascot软件数据库进行质谱分析,能够简洁、准确地鉴定相关多肽片段的结构信息,为OPN多肽片段不同翻译后修饰位点的确定与其生物学活性关系的研究提供了理论依据.     

去除土壤水分对高光谱估算土壤有机质含量的影响

土壤高光谱技术具有方便快捷、无破坏、成本低等优点,已被广泛应用于估算土壤有机质含量(SOMC)。然而,野外测量的土壤高光谱数据因受外部环境因素(土壤湿度、温度、表面粗糙度等)干扰,导致SOMC估算模型适用性有待提升。土壤含水率(SMC)是影响野外测量高光谱的最主要的障碍因素之一,它的变化严重影响可见-近红外(Vis-NIR)光谱反射率的观测结果。因此,消除SMC对高光谱数据的干扰是提高土壤高光谱估算SOMC模型预测精度的关键环节。以江汉平原潜江市潮土样本为研究对象,在室内人工加湿土样,分别获取6个SMC水平的土壤高光谱数据,采用标准正态变换(SNV)对光谱数据进行预处理,基于外部参数正交化法(EPO)去除土壤水分对高光谱的影响,利用偏最小二乘方法(PLSR)建立并对比EPO处理前、后不同SMC水平SOMC反演模型。结果表明,土壤水分对Vis-NIR光谱反射率有显著的影响,掩盖了SOMC的光谱吸收特征;EPO处理前不同SMC水平的光谱曲线之间的差异较为明显,而EPO处理后的各SMC水平的光谱曲线形态基本相似;采用EPO处理后的土壤高光谱数据建立SOMC估算模型,预测集的R2_p,RPD分别为0.84和2.50,其精度与EPO处理前所建模型相比有较大提升,表明EPO算法可以有效去除土壤水分的影响,从而提升SOMC的估算精度。对定向去除外部环境参数对土壤高光谱影响进行了实证,为完善野外原位获取SOMC信息技术提供理论基础。     

两种半乳糖醇氯化钆配合物的制备与表征

与羟基配位是金属离子的一种重要的存在形式. 我们得到了两种半乳糖醇氯化钆配合物, 其中一种为金属离子与配体为2:1的配合物,钆离子与半乳糖醇的三个羟基及六个水分子配位, 其它水分子以结晶水的形式存在, 氯离子不参加配位;另一种配合物根据红外, 元素分析, 差热热重, 远红外以及太赫兹光谱推测可能是钆离子与两个半乳糖醇分子的六个羟基以及三个水分子配位, 形成1:1配合物. 实验结果说明半乳糖醇与稀土离子之间可以形成多种配合物, 金属离子与糖的羟基存在着复杂的相互作用.     

复杂背景下红外弱小多目标跟踪系统

针对复杂天空背景条件下低信噪比的红外弱小目标跟踪问题,设计了一种多目标跟踪系统.首先计算红外图像的光流场,结合阈值分割和形态学滤波等数学方法检测出目标;在该结果的基础上,结合目标运动的连续性,运用邻域轨迹预测的方法滤除检测过程中产生的噪声;随后运用卡尔曼滤波轨迹预测的方法解决在跟踪过程中目标丢失的问题,并解决当多目标轨迹出现交联时如何辨识出各个目标轨迹的问题.该系统充分运用了目标的运动特性避免了噪声的干扰和目标轨迹混淆.使用长波红外热像仪采集的红外序列图像对系统进行了验证,实验结果及相应理论分析表明该系统可有效实现复杂背景下的红外弱小目标跟踪.