高光谱成像技术的柑橘植株叶片含氮量预测模型

氮素是果树生长发育的一种大量必需元素,及时准确地监控果树的氮营养状况,对果树的合理施肥、增产、优化果实品质以及减缓过量施氮引起的水资源污染具有重要意义。利用高光谱成像技术结合多变量统计学方法,建立了柑橘植株叶片的含氮量预测模型。研究步骤为：高光谱扫描、提取平均光谱曲线、预处理原始光谱数据、采用连续投影法提取特征波段和建立含氮量预测模型。从SG平滑、SNV、MSC、1-Der等11种预处理方法中筛选出的较优预处理方法是SG平滑、Detrending和SG平滑-Detrending。对应这三种最优预处理方法,先采用连续投影法挑选出各自的特征波长,然后将各特征波段下的光谱反射率作为偏最小二乘、多元线性回归和反向传播人工神经网络模型的输入,各自建立三个预测模型。从以上获得的9个预测模型中,得出两个最优模型SG平滑-Detrending-SPA-BPNN(R_p：0.851 3,RMSEP：0.188 1)和Detrending-SPA-BPNN(R_p：0.8609,RMSEP：0.159 5)。结果表明,利用高光谱数据测定柑橘叶片含氮量具有可行性。这为实时、准确地监控柑橘植株生长过程中叶片含氮量的变化以及合理科学的氮肥施加提供了一定的理论基础。     

红外CT模拟在混凝土板内部缺陷探测中的应用

红外成像技术采用非接触式检测方法,对结构内部缺陷进行实时、快速大面积扫描探测,作为无损检测领域一项新的技术在土木工程中得到越来越广泛的应用。但是,这种技术的主要缺点是只能通过成像技术显示缺陷表面状况,却无法获知缺陷深度和厚度。本文以一维有缺陷混凝土板为研究对象,采用有限差分法对混凝土板进行热传导数值模拟分析,获得每一点物体表面温度差与缺陷深度及其厚度的非线性对应关系。在此基础上,采用人工神经网络算法,实现对混凝土板内部缺陷的三维重构,即红外CT模拟。本文提出的方法可以同时获得缺陷深度和厚度,并适用于任意形状的缺陷。     

近红外光谱技术快速鉴别地沟油与食用植物油的研究

地沟油检测是我国食品安全最为关注的话题之一,它给人们的生活健康带来了极大的危害。国内现有的检测手段也仅停留在定性检测水平上,只能确定地沟油的有无,还难以进行定量检测。本实验利用近红外光谱技术与光纤传感技术相结合的新方法对勾兑混合油中地沟油的含量进行了定量分析。将煎炸老油与九三大豆油按照一定的体积比进行勾兑,共计50个样本,采集其近红外透射光谱,分别采用偏最小二乘法(PLS)和BP人工神经网络建立了煎炸老油含量的定量分析模型,校正集决定系数分别为0.908和0.934,验证集决定系数分别为0.961和0.952,均方估计残差(RMSEC)为0.184和0.136,预测均方根误差(RMSEP)都为0.111 6,符合应用要求,同时还结合主成分分析法(PCA)对煎炸老油与食用植物油进行了鉴别,识别准确率为100%。实验研究证明近红外光谱技术不仅可以准确快速的定性分析地沟油, 还能定量的检测地沟油的含量,在油脂的检测方面具有很大的应用前景。     

人工神经网络法用于高效毛细管电泳分离条件优化的研究

把人工神经网络（ＡＮＮ）法应用于高效毛细管电泳（ＨＰＣＥ）分离条件的优化，给出了反向传播（ＢＰ）的ＡＮＮ模型的具体算法。用正交试验法同时考察了缓冲溶液组成、浓度、ｐＨ值和有机添加剂浓度等实验因素对ＨＰＣＥ分离合成色素和防腐剂的影响，采用误差反向传播方法建立了有效的ＡＮＮ预测模型，预测最佳分离条件，获得了满意的分离结果。     

科苑快讯

 美国将发射探测小行星的飞船据《科技日报》报道为了揭开小行星的奥秘,寻找对付可能撞击地球的小型天体的方法,美国航空航天局计划本月16日发射一艘名为“尼尔”的小型飞船,对“厄洛斯”小行星进行为期3年的探测。     

Neural Computing in High Energy Physics

Artifical neural networks (ANN) are now widely used successfully as tools for hith energy physics.The paper covers two aspects.First,mapping ANNs onto the proposed ring and linear systolic array provides an efficient implementation of VLSI-based architectures since in this case all connections among processing elements are local and regular,Second.it is discussed algorthmic organizing of such structures on the base of modular algebra whose use can provide an essential increase of system throughput.     

GA-BP嵌套算法的理论及应用

分析了BP算法、遗传算法以及GA-BP-APARTING算法的特点,提出了GA-BP-NESTING算法.在人工神经网络的在线学习和离线学习方式下,分别对BP算法、GA算法、GA-BP-APARTING算法和GA-BP-NESTING算法进行了比较研究,研究发现:第一,网络初始权值的赋值对人工神经网络训练影响很大;第二,离线学习方式下GA-BP-NESTING算法效果最佳.     

一种新的拓扑指数用于手性化合物的构效关系研究

为了研究羟酸类和氨基酸类手性化合物的构效关系,本实验引进了手性乘积算法:P＝(1-b/a)(1-c/b)(1-a/c)(1-a/d),其中a、b、c和d分别为与分子中手性中心碳原子4个不同连接片断手性eAm指数和分子连接性指数mx的计算值,并考察了所得参数与羟酸类和氨基酸类化合物手性薄层色谱保留指数的相关性.为了评定所得预测模型的稳定性,文中运用了交叉验证法.结果表明,由人工神经网络方法(BP法)所得数学模型比较稳定,且明显优于多元回归分析结果.     

二次旋转设计和反向人工神经网络在铅、镉、汞、镍同时测定中的应用

利用二次通用旋转组合设计法建立了吸光度与显色剂，增敏剂用量及pH 值之间的数学模型，进而得出使吸光度最大的显色剂用量，增敏剂用量及PH值，在优化的基础上，用B－P人工地Pb,Cd,Hg,Ni同时测定的数据进行解析，并与经典最小二乘法进行了对比，结果较准确。     

三峡库区大石板滑坡区排水系统效果评估

结合三峡库区大石板滑坡工程实例 ,以连续 36天的降雨过程为条件 ,利用已有的地下水位观测资料 ,采用人工神经网络方法预测滑坡内地下水位在排水工程实施前后的变化 ,以此作为非饱和—饱和—非衡定地下渗流计算的特定水头边界。根据计算的地下水位进行滑坡稳定性分析 ,结合稳定分析成果对排水系统工程的效果进行评价。结果表明 ,地下排水工程的实施可较大幅度地提高滑坡的稳定性。