基于SPA的双枝模糊决策分析

将集对理论(SPA)与双枝模糊决策理论相结合,用集对分析的方法研究进行双枝模糊决策的方法,分别对双枝模糊决策因素域和双枝模糊决策的上枝、下枝和双枝进行了集对分析,给出了用SPA进行双枝模糊决策的性质,同时讨论了双枝模糊决策的动态分析方法,以及双枝模糊决策度强弱态势预测的方法,从而为双枝模糊决策理论的研究提供了新的视角和方法,为双枝模糊决策的应用提供了更方便的工具和更强的理论支持。     

基于高光谱成像技术的油菜叶片SPAD值检测

以油菜叶片为研究对象,利用高光谱成像技术,成功建立了叶绿素相对值SPAD值的预测模型。共采集了160个油菜叶片样本在380～1030 nm范围内的高光谱图像。选择500～900 nm之间的平均光谱作为油菜叶片样本的光谱。利用蒙特卡罗最小二乘法(monte carlo partial least squares, MC-PLS)剔除了13个异常样本,基于剩余的147个样本光谱数据与SPAD测量值进行分析,采用了不同的方法建立了多种预测模型,包括：全光谱的偏最小二乘法(partial least squares, PLS)模型,连续投影算法(successive projections algorithm, SPA)选择特征波长的PLS预测模型,“红边”位置(λ_red)的简单经验估测模型,三种植被指数R₇₁₀/R₇₆₀,(R₇₅₀-R₇₀₅)/(R₇₅₀-R₇₀₅)和R₈₆₀/(R₅₅₀*R₇₀₈)分别建立的简单经验估测模型,以及基于这三种植被指数的PLS预测模型。建模结果显示,全光谱的PLS模型预测效果最为精确,其预测相关系数r_p为0.833 9,预测均方根误差RMSEP为1.52。而使用SPA算法选出的8个特征波长所建立的PLS模型其预测结果可达到与全光谱的PLS模型非常接近的水平,而且在保证一定精度的条件下减少了大量运算,节省了运算时间,大幅提高了建模的速度。而基于红边位置和选择的三种植被指数而建立的简单经验估计模型其预测结果虽与基于全光谱的PLS预测模型有一定差距,但模型简单、运算量小,适合用于对精度要求不高的场合,对后续的便携仪器设备开发有一定的指导作用。     

基于SPA联系数的大连产业结构演化规律研究

SPA联系数是把研究对象各种测度联系起来加以系统性地描述、计算、分析的一种结构函数,其一般形式为a+bi+cj,用于城市第一产业、第二产业、第三产业相互联系和演化规律的研究有其合理和创新之处,其特点是把城市第一产业、第二产业、第三产业看成一个系统.用于大连产业结构演化规律研究后发现,大连市在1978~1999年20年间经历了稳定——剧烈调整——稳定这样三个阶段.在今后的10~20年间,对于第三产业的投资仍将处在首位.     

Evaluation of Si3N4/Si interface by UV Raman spectroscopy

The stresses at Si₃N₄/Si (1 0 0), (1 1 1) and (1 1 0) interfaces were measured by UV Raman spectroscopy with a 364 nm excitation laser whose penetration depth into the Si substrate was estimated to be 5 nm. The Si₃N₄ films were formed on Si (1 0 0), (1 1 1) and (1 1 0) using nitrogen-hydrogen (NH) radicals produced in microwave-excited high-density Xe/NH₃ mixture plasma. The localized stress detected from Raman peak shift was compressive at the (1 0 0) interface, and tensile at the (1 1 1) and (1 1 0) interfaces. The results showed that stress had strong correlation with the total density of subnitrides at the Si₃N₄/Si interface, and also with the full-width at half-maximum (FWHM) of Si the 2p_3/2 photoemission spectrum arising from the substrate. We believe that the localized stress affected subnitride formation because the amount of subnitride and the FWHM of Si 2p_3/2 decreased while the interface stress shifted in the tensile direction.     

A facile approach to fabricate and embed multifunctional nano ZnO into soap matrix and liquid cleansing products for enhanced antibacterial and photostability for health and hygiene applications

This research demonstrates, a facile approach to fabricate the nano ZnO system in an unique combination of surfactant-polyol-assembly (SPA) acting as a caging agent restricting the ZnO crystallite size in nano-regime. This SPA is suitable for health and hygiene products and such optimized technique is among the very few researches exploring the impact of embedding low concentrations of nano ZnO system into the matrix of sodium salt of long chain fatty acids (soap bar) and liquid cleansing personal care products. The fabricated nano ZnO in SPA and infused products were systematically characterized using various advanced and appropriate techniques. The hexagonal wurtzite structure of nano ZnO-SPA is evaluated based on XRD pattern which also exhibit an average crystallite size as 20.18 nm and high specific surface area as 52.99 m²/g. The SEM-supported morphological assessment confirms the formation of agglomerates of ultrafine ZnO rods and spherical particles. Novel nano ZnO having wideband gap energy (3.66 eV) embedded in soap bar act as a UV-blocker preventing the oxidation of unsaturated long chain fatty acids. Soap bar without ZnO experienced degradation and reduction in whiteness to 17.85% whereas 2.5 mg/g nano ZnO infused soap shows the reduction to 7.9% which clearly reflects the increased photostability of soap bar. The antibacterial efficacy of nano ZnO-SPA and infused products are investigated against Staphylococcus aureus (S. aureus) and Escherichia coli (E. coli) by Zone of Inhibition (ZOI) and European standard EN:1276. Infused products exhibited high antibacterial efficacy up to 4.43 log reduction equivalent to >99.99% germ kill.     

SPA-PLS的高含水原油近红外光谱含水率分析

准确及时的检测原油含水率对注水策略调整、原油开采能力评估、油井开发寿命预测等均具有重要意义。然而,当前我国大多数油田均已进入高含水的开发中晚期,含水率测量难度大且准确率不高。在此背景下,开展了高含水情况下利用近红外光谱进行原油含水率测量的研究。 首先介绍了目前原油含水率检测的常用方法,分析了它们的优劣。理论上,由于水的近红外光吸收带与原油中C-H键的吸收带有明显区别,根据Lambert-Beer吸收定律和吸光度线性叠加定律可知,不同含水率高含水原油近红外光谱会存在较强响应差异。为此,对高含水原油进行近红外光谱检测,建立原油含水率与近红外光谱响应间的非线性映射模型,可实现高含水原油含水率的精确测量。为了验证该方法的有效性,搭建了近红外光谱数据采集实验装置：采用白炽灯作为光源,经过光路调节成平行光后垂直射入样品池,用近红外光谱仪（海洋光学NIR512）采集光谱用于分析。其中,接收光谱仪带宽为900～1 700 nm,平均分成512个波段。光谱数据利用光谱仪配套软件储存在电脑中。样本采用相同厚度不同比例的油水混合物,样本含水率范围为70%～99%,共采集数据60组,每组重复3次取平均值。得到原始数据后,先进行原始数据预处理,以减少数据采集时来自高频随机噪音及温度不稳定、样本不均匀、基线漂移、光散射等不利因素的影响。分别选用了S-G滤波、一阶导数和S-G滤波+一阶导数作为数据预处理的方法,利用连续投影算法(SPA)对光谱数据进行降维,并利用偏最小二乘法（PLS）和多元线性回归（MLR）进行建模,模型精度通过计算均方根误差值（RMSE）和相关系数（r）来验证。对比发现,使用S-G滤波+一阶导数建立的模型RMSE值最小（RMSE=0.007 0,r=0.998 3）。使用SPA降维后的模型要优于全波段PLS模型（RMSE=0.083 3,r=0.920 6）与MLR模型（RMSE=0.099 9,r=0.967 1）。利用SPA提取出的31个特征波长建立的模型仅占全波段的6.05%,并获得了较好的精度。证明了利用光谱检测高含水原油含水率可行性,并且得到了满意的精度,为高含水原油的含水率检测提供了新的方法, 为进一步利用近红外光进行高含水原油的快速检测与在线监测提供参考。     

高光谱成像技术的柚类品种鉴别研究

柚类种质和品种资源繁多,现有的柚类品种鉴别方法检测时间长,费用高。旨在利用高光谱成像技术探索主要柚类品种快速识别的可行性。试验选用4个具有代表性的柚类品种,利用高光谱成像技术,采集240个叶片样本(60个/品种)上表面和下表面的高光谱图像。高光谱图像标定后,提取样本感兴趣区域平均光谱信息作为样本的光谱进行分析。利用Kennard-Stone法将样本划分为校正集(192个)和验证集(48个)。采用多元散射校正(MSC)和标准正态变量变换(SNV)对原始光谱曲线进行预处理后,分别采用主成分分析 (PCA)和连续投影算法 (SPA )提取最佳主成分和有效波长,并将其作为最小二乘支持向量机(LS-SVM)的输入变量,建立基于叶片上表面和下表面光谱信息的PCA-LS-SVM和SPA-LS-SVM 模型。结果显示,基于叶片上表面光谱信息建立的PCA-LS-SVM和SPA-LS-SVM 模型对建模集样本的识别正确率分别为99.46%和98.44%,对预测集样本的识别正确率均为95.83%。基于叶片下表面光谱信息建立的PCA-LS-SVM和SPA-LS-SVM模型对建模集样本和预测集样本的识别正确率皆为100%。表明,利用高光谱成像技术结合PCA-LS-SVM和SPA-LS-SVM可实现柚类品种的快速鉴别,叶片下表面光谱信息鉴别效果优于叶片上表面。该研究为柚类的品种快速鉴别提供了一种新方法。     

Enhanced optical immunosensor based on surface plasmon resonance for determination of transferrin

Wavelength modulation surface plasmon resonance biosensors (SPR) using colloidal Au nanoparticles and double-linker sensing membrane enhancement are reported for determination of transferrin. The 2-mercaptoethylamine (MEA) was immobilized on the biosensor surface with traditional amine coupling method. The interaction between colloidal Au nanoparticles and MEA was investigated. The anti-transferrin was immobilized on the biosensor surface prepared with staphylococcal protein A (SPA). The interaction of the antibody and antigen was monitored in real time. The good response was obtained in the concentration range 1-20, 0.1-20 and 0.05-20 μg/mL for directly immune assay, double-linker assay and colloidal Au-amplified assay. The result clearly demonstrates that these methods may obtain significantly enhancement of sensitivity for the wavelength modulation SPR biosensor.     

可见-近红外光谱分析技术对鱼油掺假定量快速无损检测方法研究

对掺入不同含量大豆油和菜籽油的鱼油进行鱼油掺假含量的可见-近红外光谱(Vis-NIR)研究。向3个不同品牌鱼油中分别掺入不同比例的大豆油,另外3个不同品牌中分别掺入不同比例的菜籽油,共获得300个样本。对所采集样本的光谱数据分别采用原始光谱,以及平滑,变量标准化(SNV),多元散射校正(MSC),一阶求导和二阶求导等预处理算法进行处理后,建立偏最小二乘回归(PLSR)模型。基于全波段光谱的鱼油中大豆油和菜籽油掺假含量预测的最优模型分别为全波段PLSR模型和MSC-PLSR模型,其预测相关系数(R_p)分别达到0.938 6和0.959 3。进一步采用连续投影算法(SPA)分析鱼油中大豆油和菜籽油掺假样品的光谱,并分别获得了11个和15个光谱特征波长变量。基于特征变量的PLSR模型的R_p分别为0.941 2和0.932 6。试验研究表明, 可以采用Vis-NIR技术实现对鱼油掺假物含量的检测。     

基于高光谱的GA和SPA算法对赣南脐橙叶绿素定量分析

用遗传算法(GA)和连续投影算法(SPA)分别提取了赣南脐橙叶片高光谱图像的有效信息,对叶绿素的含量用偏最小二乘法(PLS)进行建模定量分析。高光谱图像标定后,提取感兴趣区域(ROI)的平均光谱,用GA和SPA算法分别选出了27和8条特征波长,然后用PLS对叶绿素含量建模。GA-PLS与SPA-PLS模型得到的预测集相关系数分别为0.80和0.83,均方根误差分别为2.45和2.30。结果表明：SPA-PLS模型具有较高的优势,可以结合高光谱技术对赣南脐橙叶绿素含量快速、无损的定量分析。