三维荧光光谱的特征区域选择方法

将数学中的二元凸函数判定和数据挖掘中的聚类分析方法结合,提出了针对三维荧光的光谱区域选择方法,并利用此种方法从光谱图中提取出含有丰富光谱信息的凸集区域。对水体中总有机碳的检测和白酒中黄曲霉素的检测进行了实验研究,实验结果表明,采用本文提出的三维荧光光谱区域选择方法提高了模型的精度,与利用全光谱所建立的回归模型相比,模型精度分别提高了6.17%和4.97%。     

基于选择性模型组合的三维荧光光谱水质分析方法

为提高三维荧光光谱水质分析的精度,提出一种选择性模型组合方法,采用相关系数法对三维荧光光谱激发波长进行选择,并将被选中的激发波长下的荧光发射光谱水质分析子模型采用岭回归法进行模型组合,得到对水质指标的组合模型。以一组总有机碳(TOC)范围在3.41～125.35 mg·L-1,化学需氧量(COD)范围在22.80～330.60 mg·L-1的32个地表水和城市生活污水水样做为研究对象,对其三维荧光光谱220～400 nm范围内的10个激发波长采用上述方法进行选择,分别针对TOC和COD指标筛选出260,280,400 nm和220,280,400 nm各3个激发波长。采用部分最小二乘方法建立上述激发波长下荧光发射光谱水质分析子模型,根据岭回归法计算各子模型的组合系数,分别得到对TOC和COD指标的组合模型。实验结果表明：采用该方法得到的组合模型对TOC和COD两种指标的预测误差均方根(RMSEP)相比精度最高的单一荧光发射光谱子模型分别减小了15.4%和17.5%,相比未经模型选择的组合模型分别减小了6.1%和10.9%。     

近红外光谱分析中建模校正集的选择

将极大线性无关组的概念及方法引入近红外光谱分析,探讨了在建立定量分析模型时代表性样品,即校正集样品的选择问题。以2 652个烟末样品为实验材料,随机选取1 001个样品构成预测集,其余1 651个样品为代表性样品备选集。用Matlab软件求出代表性样品备选集光谱矩阵的极大线性无关组,以此作为代表性样品,构成建模的校正集。用PLS回归法建立了烟末样品总糖含量定量分析的预测模型,并将模型用于预测集中1 001个烟末样品总糖含量的预测分析。实验结果表明,当选择的校正集包含的样品数量大于32时,所建各模型对预测集样品预测的平均相对误差均小于4%,平均相关系数大于0.96。其中选择32个代表性样品和146个代表性样品所建模型定量分析预测集中各样品的总糖含量,两个结果经统计检验没有显著性差异(α=0.05),说明求极大线性无关组的方法用于校正集样品的选择,可实现“少而精”选择样品的目的。此外,我们用求极大线性无关组选择校正集样品和随机方法选择校正集样品两种方法,选择了同样数目28,32,41,76,146,163个样品建模进行预测效果的对比实验,结果显示,求极大线性无关组法选择校正集建模的预测效果优于随机选择校正集建模的预测效果。     

西范坪矿区土壤铜元素的高光谱响应与反演模型研究

为解决传统的土壤地球化学测量方法成本高、效率低等问题,研究了利用可见-近红外光谱技术检测土壤重金属含量的简易方法。研究对西范坪矿区土壤反射光谱进行微分、连续统去除等六种变换,利用逐步回归法和皮尔逊相关系数选出对土壤铜含量敏感的特征波段,组成综合特征变量集,再应用不同的特征变量选取方法和参数建立估算模型并检验。结果表明：不同的光谱变换方法对土壤铜含量信息提取能力不同,每种光谱变换都对应特定的敏感波谱区间;基于综合光谱变换信息建立的土壤铜含量反演模型精度优于基于单种光谱变换信息建立的模型;利用综合光谱变换信息建立土壤铜含量反演模型,后向剔除法优于前向引入法和逐步回归法,当Removal取0.20时得到最优回归模型,其模型决定系数R2和预测模型决定系数R2_pre分别达到了0.851和0.830,建模均方根误差RMSEC和预测均方根误差RMSEP分别为0.349和0.468 mg·kg-1,能较好地检测土壤铜含量,同时为其他土壤重金属元素的光谱检测提供了思路。     

高功率激光稳定腔选模分析

讨论了在有限菲涅耳数时，稳定凹－凸腔的高功率激光选模特性，研究表明当稳定凹－凸腔工作在临近界稳区时，基模体积显著提高，具有良好的选模效果。     

Splitting of Spectra in Anharmonic Oscillators Described by Kratzer Potential Function

A perturbation theory model that describes splitting of the spectra in highly symmetrical molecular species in electrostatic field is proposed. An anahrmonic model of a two-dimensional oscillator having Kratzer potential energy functionis used to model the molecular species and to represent the unperturbed system. A selection rule for the radial quantum number of the oscillator is derived. The eigenfunctions of a two-dimensional anharmonic oscillator in cylindrical coordinates are used for the matrix elements representing the probability for energy transitions in dipole approximation to be calculated. Several forms of perturbation operators are proposed to model the interactionbetween the polyatomic molecular species and an electrostatic field. It is found that the degeneracy is removed in the presence of the electric field and spectral splitting occurs. Anharmonic approximation for the unperturbed system is more accurate and reliable representation of a real polyatomic molecular species.     

基于光谱波段自相关的水稻信息提取波段选择

通过大田试验,使用ASD光谱仪测量水稻不同生育期的冠层光谱,将光谱以10 nm为步长进行合并,再将不同日期光谱的所有波段组合计算相关系数平方（R2）,生成R2矩阵,并绘制R2分布图。根据R2越大,光谱波段之间冗余信息越多,R2越小,水稻光谱波段信息含量越多的原则,在所有测量日期中选择出前100个R2最小值对应的波段,将这些波段进行统计分析。结果表明,可见光区域各个波段之间和红外（近红外和短波红外）区域各个波段之间都含有大量冗余信息。水稻信息量丰富的波段主要集中在可见光的长波波段,红边波段,近红外第一和第二峰值波段,以及短波近红外第一峰前区（1 530 nm附近）和第二峰值区（2 215 nm附近）。比较水稻与其他植被对于最优波段的选择,400～410,630～650和1 520～1 540 nm三个波段区间表现为水稻信息提取较为独特的波段。     

A maximum-efficiency-first multi-path route selection strategy for optical burst switching networks

In this paper, the impact of a path selection on other existing paths in optical burst switching (OBS) networks is studied by analyzing the contention among different traffic streams and the interaction between the route selection and traffic load balance. The results show that there exists a mutual reinforcement interaction among the traffic load of a path, the path burst loss ratio and the contention ability of the path when burst loss ratio based multi-path selection strategies are adopted, which may increase the unbalance of traffic and lead to severe congestion further. A maximum-efficiency-first multi-path selection strategy, which considers the performance of the burst flows and the impact of a path selection on existing OBS paths at the same time by a combined metric of route efficiency, is proposed to maximize the utility of the burst flows and minimize the increment of lost throughput on the path. The performance of the proposed multi-path selection strategy is evaluated through simulation. The results show that the presented strategy obviously outperforms the least burst loss ratio strategy and shortest path first strategy in terms of the burst loss ratio in the practical unbalanced background traffic, especially when the network is heavily loaded.     

基于透光性能分析的微藻光生物反应器构筑板材选型

利用配备人工光源的光生物反应器(AL-PBR)培养微藻是实现微藻快速增殖,进而满足相关产业需求的重要手段。为指导AL-PBR的构筑材质选型,完善了现有方法,比选了7种市售透明板材。考虑到微藻在不同入射光波段的光生态学,应综合分析板材在光合有效辐射波段(400~700nm)、红光波段(630~700nm)、蓝光波段(430~480nm)和中波紫外线波段(UV-B,280~320nm)的透光性能。前三波段的平均透射率越高越好,UV-B波段反之。测定结果表明:如果AL-PBR以太阳光作为外部光源,现阶段宜采用进口聚碳酸酯板和普通玻璃板作为构筑材质,且前者更佳;如果以单色LEDs灯或荧光灯作为外部光源,宜选用聚甲基丙烯酸甲酯板。