近紅外光譜分析技術(shù)及其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　本書系統(tǒng)地介紹了近紅外光譜分析理論、近紅外分析儀器和近紅外光譜化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，并重點(diǎn)介紹了近紅外光譜技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用研究。為便于讀者的理解和應(yīng)用，在附錄中提供了近紅外分析中常見(jiàn)的預(yù)處理方法和建模方法的源代碼及相關(guān)的參考資料。

書籍目錄

第1 章 概論
　1.1 近紅外光譜技術(shù)的發(fā)展歷程
　1.1.1 近紅外光譜儀器的發(fā)展
　1.1.2 光譜化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展
　1.1.3 應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展
　1.1.4 我國(guó)近紅外光譜分析技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀
　1.2 近紅外光譜技術(shù)的研究展望
　1.2.1 降低近紅外分析技術(shù)的使用難度
　1.2.2 近紅外成像分析技術(shù)的研究展望
　1.2.3 近紅外過(guò)程分析技術(shù)的研究展望
　1.2.4 我國(guó)近紅外光譜技術(shù)的研究展望
　參考文獻(xiàn)
第2 章 近紅外光譜分析基礎(chǔ)
　2.1 近紅外光譜產(chǎn)生機(jī)理
　2.1.1 分子振動(dòng)的基頻、倍頻與合頻
　2.1.2 分子振動(dòng)的能級(jí)
　2.1.3 振動(dòng)光譜選擇定律
　2.1.4 分子振動(dòng)形式
　2.1.5 基團(tuán)頻率和特征吸收峰
　2.2 近紅外光譜特點(diǎn)
　2.3 近紅外光譜分析理論基礎(chǔ)
　2.4 近紅外光譜常規(guī)分析技術(shù)
　2.4.1 透射光譜法
　2.4.2 漫反射光譜法
　2.4.3 近紅外在線檢測(cè)技術(shù)[2,3]
　2.5 近紅外光譜分析流程
　2.6 近紅外定標(biāo)模型的評(píng)價(jià)指標(biāo)
　參考文獻(xiàn)
第3 章 近紅外光譜分析系統(tǒng)
　3.1 近紅外光譜儀發(fā)展概述
　3.1.1 國(guó)外儀器發(fā)展現(xiàn)狀
　3.1.2 國(guó)內(nèi)儀器發(fā)展現(xiàn)狀
　3.1.3 發(fā)展展望
　3.2 近紅外光譜儀的基本構(gòu)成
　3.2.1 光源
　3.2.2 分光系統(tǒng)
　3.2.3 測(cè)樣器件
　3.2.4 檢測(cè)器
　3.2.5 控制和數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)
　3.3 近紅外光譜儀主要類型
　3.3.1 濾光片型[
　3.3.2 光柵掃描型
　3.3.3 傅立葉變換型
　3.3.4 聲光可調(diào)濾光型
　3.3.5 多通道型
　3.3.6 其他類型
　3.4 近紅外光譜儀的主要性能指標(biāo)
　3.4.1 波長(zhǎng)范圍
　3.4.2 分辨率
　3.4.3 波長(zhǎng)準(zhǔn)確度
　3.4.4 波長(zhǎng)重復(fù)性
　3.4.5 吸光度準(zhǔn)確度
　3.4.6 信噪比
　3.4.7 雜散光強(qiáng)度
　3.4.8 分析速度
　3.4.9 軟件功能
　3.5 近紅外光譜系統(tǒng)研制實(shí)例
　3.5.1 基于AOTF 的近紅外光譜儀
　3.5.2 基于CCD 的近紅外光譜儀的研制
　3.5.3 近紅外光譜分析軟件的開發(fā)[
　參考文獻(xiàn)
第4 章 近紅外光譜分析的預(yù)處理方法
　4.1 概述
　4.1.1 建模集樣品預(yù)處理
　4.1.2 建模集光譜預(yù)處理
　4.1.3 小結(jié)
　4.2 建模集樣品挑選方法
　4.2.1 常用的建模集樣品挑選算法
　4.2.2 GN 距離法
　4.2.3 應(yīng)用實(shí)例
　4.3 減小籽粒樣品裝樣影響的預(yù)處理方法
　4.3.1 預(yù)處理方法介紹
　4.3.2 應(yīng)用實(shí)例
　4.4 基于導(dǎo)數(shù)法的光譜信息挖掘技術(shù)
　4.4.1 直接差分法
　4.4.2 Savitzky-Golay 窗口移動(dòng)多項(xiàng)式最小二乘擬合法
　4.4.3 基于窗口優(yōu)化選擇的二階導(dǎo)數(shù)法
　4.4.4 應(yīng)用實(shí)例
　4.5 小波分析在光譜噪聲濾除中的應(yīng)用
　4.5.1 小波及小波包理論與消噪原理
　4.5.2 分段小波消噪
　4.5.3 基于小波包和導(dǎo)數(shù)處理相結(jié)合的光譜信息提取
　4.6 遺傳算法優(yōu)化光譜波長(zhǎng)區(qū)間的算法
　4.6.1 常見(jiàn)譜區(qū)優(yōu)化算法
　4.6.2 基于遺傳算法的近紅外光譜譜區(qū)選擇法
　4.6.3 應(yīng)用實(shí)例
　4.7 CARS 波長(zhǎng)變量選擇法
　4.7.1 CARS 變量選擇方法
　4.7.2 應(yīng)用實(shí)例
　參考文獻(xiàn)
第5 章 近紅外光譜的定量與定性分析
　5.1 概述
　5.2 近紅外光譜定量分析
　5.2.1 偏最小二乘法
　5.2.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
　5.2.3 支持向量機(jī)
　5.3.1 聚類分析
　5.3.2 支持向量機(jī)分類器
　參考文獻(xiàn)
第6 章 近紅外光譜技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用
　6.1 概述
　6.2 CA-05 型谷物內(nèi)部品質(zhì)近紅外分析系統(tǒng)及應(yīng)用
　6.2.1 功能簡(jiǎn)述
　6.2.2 基本工作原理
　6.3 近紅外光譜技術(shù)在土壤養(yǎng)分檢測(cè)中的應(yīng)用
　6.3.1 土壤養(yǎng)分含量的近紅外光譜快速檢測(cè)模型的建立
　VII I
　6.3.2 近紅外土壤養(yǎng)分快速檢測(cè)光譜儀的開發(fā)
　6.3.3 基于自制光譜儀的土壤樣品光譜掃描與模型建立
　6.4 近紅外光譜在乳制品品質(zhì)分析中的應(yīng)用
　6.4.1 劣質(zhì)（低蛋白）奶粉的快速定性檢測(cè)
　6.4.2 奶粉理化指標(biāo)的定量分析
　6.4.3 純牛奶中三聚氰胺的快速檢測(cè)
　6.4.4 乳品近紅外光譜分析系統(tǒng)研制與對(duì)比分析
　6.5 近紅外光譜技術(shù)在食用油品質(zhì)分析中的應(yīng)用
　6.5.1 食用油種類的定性識(shí)別[
　6.5.2 食用油摻假鑒別分析[
　6.5.3 食用油脂肪酸的定量分析
　6.5.4 食用油過(guò)氧化值的定量分析
　6.6 近紅外光譜在蔬菜農(nóng)殘檢測(cè)中的應(yīng)用
　6.6.1 蔬菜農(nóng)殘的快速定性檢測(cè)
　6.6.2 蔬菜農(nóng)殘的快速定量檢測(cè)
　6.7 近紅外光譜在花椒品質(zhì)分析中的應(yīng)用
　6.7.2 單籽粒紅花椒揮發(fā)油NIR 模型的建立與優(yōu)化
　6.7.3 建立單粒花椒混合NIR 定量模型的探索
參考文獻(xiàn)
附錄1 近紅外預(yù)處理算法源程序（MATLAB）
　1.1 建模集樣品挑選算法
　1.2 分段小波消噪算法
　1.3 基于窗口優(yōu)化選擇的二階導(dǎo)數(shù)法
　1.4 正交信號(hào)校正
　1.5 聚類算法
附錄2 近紅外預(yù)建模算法
　2.1 PLS
　2.2 ANN
　2.3 SVM
　　

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：第1章 概論1．1 近紅外光譜技術(shù)的發(fā)展歷程近紅外光（Nearlnfrared，NIR）是指波長(zhǎng)介于可見(jiàn)光區(qū)與中紅外區(qū)之間的電磁波，美國(guó)材料檢測(cè)協(xié)會(huì)（ASTM）將近紅外光譜區(qū)定義為780～2526nm的區(qū)域，波數(shù)范圍約為12820．5-3958．8cm-1，習(xí)慣上又將近紅外區(qū)劃分為近紅外短波（780-11oonm）和近紅外長(zhǎng)波（1100～2526nm）兩個(gè)區(qū)域，如圖1-1所示。近紅外光譜分析技術(shù)的發(fā)展歷程，大概可以分為五個(gè)歷史階段［1，2］第一階段（19世紀(jì)80年代至20世紀(jì)50年代初期）：WilliamHerschel于1800年在一次實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)了紅外光。Herschel將這一發(fā)現(xiàn)稱之為輻射熱或溫度譜。后經(jīng)Ampere證明，這種紅外能量具有光的特性。1829年，Niepce和Daguerre合作發(fā)明了照相底版，并發(fā)現(xiàn)照相底版對(duì)紅外光敏感。1881年，Abney和Festing在1000～1200nm紅外光譜范圍照相記錄了有機(jī)液體的光譜，從而揭示了原子團(tuán)和氫鍵的近紅外光譜特性。從兩百年前發(fā)現(xiàn)近紅外光，到商品化近紅外光譜儀出現(xiàn)之前，近紅外光譜分析僅局限于幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室的研究，遠(yuǎn)未得到實(shí)際應(yīng)用。

編輯推薦

《近紅外光譜分析技術(shù)及其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用》編輯推薦：現(xiàn)代近紅外光譜分析是20世紀(jì)中葉從農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)。隨著光學(xué)、電子、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)及化學(xué)計(jì)量學(xué)理論和方法的不斷進(jìn)步，近紅外光譜（NIR）分析技術(shù)的準(zhǔn)確性迅速提高，近紅外光譜分析儀器應(yīng)用日益普及，其非接觸、自動(dòng)與快速多組分測(cè)定的優(yōu)點(diǎn)不斷為人們所認(rèn)識(shí)?！督t外光譜分析技術(shù)及其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用》可供從事農(nóng)業(yè)、食品品質(zhì)檢測(cè)領(lǐng)域的近紅外光譜分析技術(shù)研究的科技工作者、分析測(cè)試工作者，以及相關(guān)專業(yè)大專院校學(xué)生閱讀參考。

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