实验室光谱仪与高光谱相机之间模型转移的研究

李雪莹 任国兴 吕美蓉 刘岩 孙中梁 侯广利 范萍萍

引用本文: 李雪莹, 任国兴, 吕美蓉, 刘岩, 孙中梁, 侯广利, 范萍萍. 实验室光谱仪与高光谱相机之间模型转移的研究[J]. 分析化学, 2021, 49(9): 1580-1586. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191165 shu
Citation:  LI Xue-Ying,  REN Guo-Xing,  LYU Mei-Rong,  LIU Yan,  SUN Zhong-Liang,  HOU Guang-Li,  FAN Ping-Ping. Study on Calibration Transfer between Laboratory Spectrometer and Hyperspectral Camera[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2021, 49(9): 1580-1586. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191165 shu

实验室光谱仪与高光谱相机之间模型转移的研究

    通讯作者: 范萍萍,E-mail:fanpp_sdioi@126.com
  • 基金项目:

    国家自然科学基金项目(Nos.U2006209,3130041)和山东省自然科学基金项目(Nos.ZR2018LD007,ZR2017BB037)资助。

摘要: 实验室光谱仪是指通过光谱仪仅能获取光谱信号的光谱仪,高光谱相机可通过图像获取图像和光谱两种信息。在使用实验室光谱仪的条件下,针对不同温度、不同实验室的光谱仪、不同测量条件、不同地区间样品等因素的模型转移均已有研究报道,但是,针对高光谱相机与实验室光谱仪之间的模型转移问题的研究较少。本研究以青岛164份土壤样品为例,获取其实验室光谱仪光谱数据和高光谱相机数据,以实验室光谱仪光谱数据分别建立总氮(TN)、总磷(TP)含量模型,将分段直接矫正算法、模型更新法和斜率/截距修正法3种方法联用(Piecewise direct standardization-model updating-slope/bias correction method,PDS-MP-S/B),对高光谱数据进行模型转移,将转移后的高光谱数据代入TN、TP含量模型预测其含量值,评价预测效果;同时分析不同PDS窗口个数和标准集个数对预测结果的影响。在TN含量预测中,当PDS窗口个数为19、标准集个数为120时,模型转移后预测效果最好,检验集绝对系数(Absolute coefficient of test set,Rt2)为0.736,预测均方根误差(Root mean square error of prediction,RMSEP)为0.274;在TP含量预测中,当PDS窗口个数为23、标准集个数为80时,模型转移后预测效果最好,Rt2为0.647,RMSEP值为0.231。实验室光谱仪和高光谱相机之间模型转移问题的研究和解决,对高光谱相机采集的大量图像信息数据可进行快速预测,大大减少了工作量,为高光谱相机广泛应用于定量分析、快速检测技术提供了重要参考。

English


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  • 收稿日期:  2019-03-29
  • 修回日期:  2021-04-19
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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