刚玉类宝石的光致发光光谱研究

采用532nm固体激光器作为激发源研制了一套计算机自动控制的微区光致发光分析系统，从发光光谱角度分别对来自于不同地区的刚玉样品的结构、所含杂质等信息进行了光谱分析和研究。结果发现，在650730nm波段的光致发光谱中，都存在Cr^3＋的694．2nm特征峰，表明所有样品中都存在Cr元素；而红宝石样品的发光谱中还分别呈现669、708．6、714nm谱峰，光谱结构明显复杂于蓝宝石样品，表明Cr^3＋在不同样品中替代Al^3＋而形成不同晶体结构；与其相同波段的阴极发光谱相比，受荧光产额规律的影响，缅甸和越南红宝石样品的光致发光谱中呈现更多谱峰，可见光致发光光谱能反映样品的结构、所含杂质等信息，是一种灵敏度及选择性都较高的分析方法。     

基于荧光光谱检测不同环境牛奶中维生素B_2含量研究

利用荧光光谱检测技术,对维生素B2纯溶液及牛奶荧光光谱特性进行了详细的对比研究,解释了荧光光谱产生的原因以及对应的荧光团。牛奶在300~610nm波段内有较强的荧光光谱,其中500~600nm波段内是维生素B2产生的。分析了不同环境对牛奶中维生素B2含量的影响,结果发现,牛奶中维生素B2在酸性环境下较稳定;在碱性条件下不稳定,易被分解破坏;对光敏感,对温度不敏感。因此,牛奶要避光保存。     

典型盐渍化土壤光谱特征及土壤含盐量反演建模

针对目前干旱半干旱区存在的土壤盐渍化问题,以北疆典型盐渍化地区玛纳斯县北五岔镇为研究区,对土壤样品总盐含量及其光谱反射率进行测量。通过对土壤光谱曲线进行去包络线和一阶微分处理,分析了土壤光谱反射率曲线与土壤盐渍化程度之间的关系,确定了反映盐渍化程度较为敏感的波段347～377nm和1800～1911nm,并建立了高光谱定量预测模型,该模型可用于土壤盐渍化程度评价。研究结果对在干旱半干旱区高光谱数据反演土壤含盐量提供参考依据。     

不同品牌葡萄酒的三维荧光光谱特性研究

采用三维荧光光谱对不同品牌干红葡萄酒的三维荧光特性进行研究,采集稀释后的不同品牌干红葡萄酒样品的三维荧光光谱数据,应用origin软件进行数据处理,得到不同品牌干红葡萄酒样品的三维荧光光谱等高线图。研究结果表明采用相同葡萄品种赤霞珠酿造的干红葡萄酒具有3个明显的特征荧光峰,位置分别在(265,375)nm、(290,375)nm、(325,420)nm附近,各荧光峰强度差异显著,这为葡萄酒的品质鉴别提供了新的方法。     

基于高光谱和数码照相技术的苹果花期光谱特征研究

 【目的】旨在探索苹果花期的光谱特征和敏感波段。【方法】以栖霞市为研究区,利用苹果花期数码照片监督分类,提取苹果花树比和花叶比指标信息,通过与同步高光谱探测数据的相关分析,研究苹果树花期光谱特性,确定其敏感的光谱波段。【结果】苹果树花期光谱特征主要表现为对蓝光和红光的吸收、对绿光的反射,和对750～1 300 nm近红外的强烈反射。其光谱特征变化与花叶比和花树比指标呈现较好的相关性,敏感波段范围为400～530 nm的蓝青光和570～700 nm的橙红光,以及中等花树比果树760～1 350 nm的近红外。【结论】该研究提出了高光谱遥感与数码照相技术相结合的有效方法,初步探明了苹果树花期的光谱特征,为苹果园地信息提取、营养诊断和苹果生产管理的实时性与信息化提供了理论依据和技术支撑。     

桂北桉树人工林红壤速效钾含量高光谱反演模型研究

以桂北桉树人工林红壤为研究对象,测定了不同土壤速效钾含量样品的光谱数据,分析其光谱特征,采用PLS法建立反演模型.结果表明:该区域红壤速效钾含量的光谱敏感波段集中于400～600、1450、2200 nm等区域.经过一阶导数变换后,能显著减少原始光谱数据中的冗余信息,提高光谱指标与土壤速效钾含量之间的相关性.R、FDR 2种光谱指标的全波段建模结果均优于显著性波段的建模结果,最优模型为全波段-FDR-PLS,模型R2=0.862,RMSE=2.718.该研究结果可为广西土壤数字制图、精准变量施肥以及土壤速效钾实时监测等近地遥感推广应用服务.     

油茶籽脂肪酸成分含量与高光谱反射率的相关性

测定来自不同产地的30个油茶籽样品的油酸、亚油酸、棕榈酸含量和高光谱反射率，分析油茶籽高光谱反射率与脂肪酸含量间的相关关系。结果显示，与油茶籽脂肪酸成分含量相关性比较好的高光谱波段主要分布在400~500、600~630 nm以及900 nm左右，且敏感波段区高光谱反射率与脂肪酸成分含量的相关系数均在0. 4 以上。     

玉米冠层全光谱特征在不同施氮量和品种下的响应

采用光谱分析方法对生长在东北黑土上的大喇叭口期春玉米进行了不同施氮量、不同品种的冠层光谱特征研究。结果表明:不同施氮量下玉米冠层全光谱曲线图具有类似的趋势,350~500 nm和640~660 nm波段内反射曲线随着施氮水平的增加呈上升趋势,光谱反射率在不同波段差异较大,在可见光波范围内,350~500 nm波段内N2处理光谱反射率普遍高于其他处理,在500~650 nm附近反射率N0N3N2N1,反射曲线呈先下降后上升趋势排列;在750~1 350,1 450~1 800,2 000~2 350 nm波段内的玉米冠层光谱特征在不同施氮量下也呈现不同的趋势;施氮量对750~1 350,1 450~1 800,2 000~2 350 nm波段内的玉米冠层光谱特征有一定程度的影响;正常施氮量条件下不同品种玉米全光谱曲线在整个波段的趋势均一致,聚类分析显示不同玉米品种在不同波段光谱反射率差异较大。     

基于荧光高光谱图像的柑桔糖度无损检测

采用632nm的连续波激光作为激发光,应用激光诱导荧光高光谱成像技术对柑桔的糖度值进行无损测量。先将该激光照射到南丰蜜桔和脐橙样品上,后用高光谱图像采集系统收集诱导出的荧光散射图像;接下来对荧光散射图像进行分析,选取100×50像素的荧光区域作为感兴趣区域(ROIs);再提取感兴趣区域在波长700～1000nm的光谱值作为荧光高光谱图像数据;最后用线性回归方法建立荧光高光谱图像数据预测果实糖度值的预测模型。结果表明,该模型预测柑桔糖度值的相关系数分别为南丰蜜桔的R=0.970,脐橙的R=0.960。因此可以看出,应用激光诱导荧光高光谱成像对柑桔糖度值进行无损检测是一种很有效的方法。     

淮北矿区有机质含量反演

高光谱遥感能提供精细的光谱,具有弱信息诊断能力,在土壤微量成分反演表现出巨大的潜力。本文以安徽省淮北某矿为例,采集不同深度土壤样本,在实验室测定了样本有机质含量及光谱,并对土壤样本光谱进行预处理;在对光谱进行一阶微分、二阶微分和吸光率等变换后,用交换检验法在87个样本中,58个样品做训练集,27个做验证集,确定了用于矿区土壤有机质反演的敏感波段,即531nm、581nm、1399nm、1432nm波段,运用偏最小二乘法建立了反演模型,并分析了建模及预测精度。实验结果表明,文中方法可行,可为矿区土壤有机质反演提供参考。     

铕掺杂二氧化钛纳米晶的制备和发光性质

利用溶胶-凝胶技术制备了TiO2纳米晶和掺杂Eu3+的TiO2纳米晶,测试了样品的X射线谱(XRD)和荧光光谱(PL),研究了不同煅烧温度下,TiO2:Eu3+的发光性质.Eu3+离子的掺入能抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,464nm的激发波长对发射最有利,578nm处存在自吸收,随着退火温度增高,TiO2:Eu3+样品稀土发光强度下降.     

可见-近红外光谱预测土壤有机质含量的研究

[目的]基于土壤可见-近红外直接测定系统,重点研究和开发土壤有机质含量的校正分析模型。[方法]主要利用测试系统对来自关帝山森林土壤的20个样本在400～1 000 nm范围内进行光谱测试和分析。[结果]采用光谱法测定的有机质含量与采用权威化学方法测定的值基本一致。[结论]使用偏最小二乘回归分析,建立了土壤有机质与土壤光谱特性的预测模型。     

农膜用转光剂2,4,6-三(芴烯基)-1,3,5-均三嗪的合成

合成了一种新型的化合物,名称为2,4,6-三(芴烯基)-1,3,5-均三嗪(TFT),分别运用红外光谱、紫外光谱和分子荧光光谱探讨了这种化合物的光谱特征。结果表明,在325和380 nm的紫外光激发下,此化合物在固态和溶液中均能在410~500 nm范围内发出较强的光,有望作为一种转光剂应用到农膜中。     

基于小波滤噪和iPLS的草莓近红外光谱糖度检测模型

[目的]获得精度高、鲁棒性强的草莓近红外光谱糖度检测模型。[方法]利用K-S（Kennard-Stone）方法划分样本集,并用小波滤噪法对草莓1000～2500nm近红外光谱进行预处理,最后用偏最小二乘法（PLS）和区间偏最小二乘法（iPLS）分别建立预测模型。[结果]采用区间偏最小二乘法将光谱划分为20个子区间,利用其中的第16个子区间建立的糖度模型效果最佳,其校正时的相关系数Rc和校正均方根误差RMSEC分别为0．9355和0．259,预测时的相关系数邱和预测均方根误差RMSEP分别为0．9202和0．305。[结论]用小波滤噪和联合区间偏最小二乘法所建立的草莓糖度模型不仅能有效地减少建模所用的变量数,缩短运算时间,而且预测能力和精度均得到提高。     

近红外光谱技术建立镜鲤新鲜度定量预测模型

以镜鲤为研究对象,利用近红外光谱技术和化学计量法采集、测定相关指标,并应用偏最小二乘法(PLS)、偏最小二乘法和BP人工神经网络两种方法经比较优化模型。经过鱼肉样品光谱的扫描及pH值、TVB-N(挥发性盐基氮)值、TBA(硫代巴比妥酸)值的测定,在21种预处理下,确定最佳建模方式、预处理方式和最优波段。经模型优化得知,pH、TVB-N、TBA均在偏最小二乘法中建立的模型最好,最优预处理方法分别为基线校正和标准正态变量变换、净分析信号、Savitzky-Golay导数和基线校正,最优波段分别为1 000~1 300 nm和1 700~1 799 nm、1 000~1 200 nm和1 300~1 650 nm、1 000~1 799 nm,并且pH、TVB-N和TBA的Rc分别为0.9906、0.99865、0.99971,Rp分别为0.6436、0.021357、0.7723,达到了利用近红外光谱技术对镜鲤新鲜度高效、快捷、无损伤的定量检测预测模型的建立。     

基于可见近红外光谱及增强回归树算法的鸡蛋种类鉴别

利用可见-近红外光谱技术,选取湖北地区同一品种不同饲养环境下的鸡蛋,提取鸡蛋的光谱透射率(500~900nm),利用标准正态变量变换对光谱数据进行预处理,结合竞争性自适应重加权与主成分分析对光谱数据进行二次降维,并将提取的特征信息输入增强回归树算法,建立鸡蛋土洋种类鉴别模型,模型的训练集和测试集判别正确率分别为98.33%和97.00%。结果表明,应用基于可见-近红外光谱及增强回归树方法,针对同一母鸡品种但不同饲料产出的土洋鸡蛋的种类鉴别是可行的。     

FTIR显微技术在阻燃木材炭化过程及阻燃剂渗透研究中的应用

采用傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）显微技术获得了ＦＲＷ阻烧木材及其炭化产物的微区ＦＴＩＲ谱。用微区ＦＴＩＲ谱法测定了ＦＲＷ阻燃木材中ＦＲＷ阻燃剂的渗透深度,测定精度达０．２ｍｍ,方法准确而快速。通过解析ＦＲＷ阻燃木材不同炭化阶段产物的微区ＦＴＩＲ谱,推断其结构特征,进而讨论了ＦＲＷ阻燃木材的炭化过程。     

棉花黄萎病病叶光谱特征与病情严重度的估测

 【目的】阐明棉花黄萎病病叶光谱特征并对其病情严重度进行估测，为今后通过航空、航天遥感大面积监测棉花黄萎病提供依据。【方法】试验采用不同品种棉花黄萎病的病叶材料，在不同发病时期的病谱田和大田同步测定其光谱和发病严重度，定性和定量地分析病叶光谱反射特征、微分光谱特征差异。【结果】棉花不同品种、不同发病时期的黄萎病的病叶光谱均随发病严重度的增加而表现出有规律的变化，可见光（400～700 nm）到近红外区（700～1 300 nm）波段，光谱反射率随病情加重呈现上升趋势，可见光520～680 nm波段范围内尤为明显。当病叶严重度达到b2（25%）时，可作为病害识别的临界，对其进行早期诊断。对光谱一阶微分特征研究表明，在红边范围内（680～780 nm）处理间变幅最大，分析后发现红边斜率减小，红边位置发生了“蓝移”，表现出了病害特有的特征。试验证明：434～724和909～1 600 nm为棉花黄萎病病叶光谱敏感波段，建立的多个遥感估测模型均达到极显著水平。【结论】棉花黄萎病病叶光谱特征明显，建立的相应病害反演模型中利用一阶微分光谱723 nm建立的模型精度最高，可用来定量反演棉花单叶黄萎病的发生情况。     

轮台白杏叶片光谱特征及对施肥的响应

[目的]通过分析叶片光谱反射率对施肥的响应,探索采用叶片光谱特征诊断轮台白杏树体营养状况的可能性,为其快速营养诊断体系的建立提供技术途经.[方法]基于“3414”肥料效应田间试验,利用Unispec - SC光谱仪测定轮台白杏在不同施肥条件下的叶片光谱反射率.[结果]轮台白杏叶片光谱反射率变异依赖于波长,变异最小的波段位于可见光范围,其波动最大处在近红外区域,并在310、550、750和1 100nm处形成4个峰值.在N、P、K不同施肥条件下,轮台白杏叶片光谱指数ND705存在显著差异.[结论]存在利用叶片反射光谱特征诊断轮台白杏树体营养状况的可能性,可尝试进一步深入研究.