我國(guó)每年種植產(chǎn)出大量的農(nóng)作物秸稈,然而其利用率很低[1],這也造成了極大的資源浪費(fèi)以及垃圾環(huán)境的產(chǎn)生[2]。因此,將采擷后剩余秸稈殘?jiān)咝Ю闷饋韺⒕哂猩钸h(yuǎn)的意義。實(shí)現(xiàn)作物秸稈成分含量的準(zhǔn)確檢測(cè)是提高秸稈利用率的重要前提。目前,在秸稈木質(zhì)素與纖維素檢測(cè)中,仍以傳統(tǒng)化學(xué)分析方法為主,該法檢測(cè)速度較緩,人力成本高且對(duì)樣本有不可逆轉(zhuǎn)性的損壞[3]。相比之下,近紅外光譜法具有檢測(cè)速度快,保證原樣品的無損性等優(yōu)點(diǎn)。由于近紅外光譜分析受多種因素的影響,因此在不同領(lǐng)域、不同品種進(jìn)行分析和應(yīng)用時(shí),應(yīng)選擇不同的預(yù)處理方法,從光譜圖中提取與化學(xué)組成相關(guān)的信息,消除背景噪音及特定物理因素的干擾以建立穩(wěn)定、可靠的模型并提高模型精度。因此,本文以大豆秸稈為研究對(duì)象,開展了近紅外光譜技術(shù)定量分析的研究,在實(shí)現(xiàn)大豆秸稈主要成分纖維素和木質(zhì)素含量的快速檢測(cè)的同時(shí),對(duì)光譜數(shù)據(jù)不同的預(yù)處理方法進(jìn)行建模和分析,并進(jìn)行了充分論證。首先,對(duì)大豆秸稈木質(zhì)素和纖維素進(jìn)行樣品正態(tài)分析和多重相關(guān)性分析。以此來選取合理且具有代表性的樣本,用來進(jìn)行后續(xù)建模和分析。其次,對(duì)大豆秸稈木質(zhì)素和纖維素的樣本進(jìn)行不同的預(yù)處理,包括剔除異常樣本,劃分樣品集以及原始光譜的去噪處理。兩種成分均采用K-S算法對(duì)樣品集進(jìn)行劃分為兩部分。在剔除異常樣本過程中,使用馬氏距離、3D視圖分析法和霍特林T2對(duì)大豆秸稈纖維素和木質(zhì)素進(jìn)行異常樣本的判定和剔除。剔除后的模型精度較原始模型有了一定提升。再次,重點(diǎn)對(duì)大豆秸稈木質(zhì)素和纖維素的樣本進(jìn)行了不同去噪處理的研究,采用常規(guī)的導(dǎo)數(shù)、矢量歸一化、平滑去噪的同時(shí),對(duì)位移校正、多元散射校正MSC和標(biāo)準(zhǔn)正太變換SNV以及正交信號(hào)校正算法進(jìn)行研究。單一去噪方法以及多種方式結(jié)合使用后,對(duì)結(jié)果進(jìn)行充分分析。提出了使用位移校正結(jié)合多元散射校正共同作用的方法后,大豆秸稈木質(zhì)素模型的去噪效果最佳,此時(shí)驗(yàn)證集決定系數(shù)達(dá)到0.7620502;當(dāng)使用二階導(dǎo)數(shù)結(jié)合平滑處理后的大豆秸稈纖維素去噪效果達(dá)到最佳,此時(shí)驗(yàn)證集決定系數(shù)達(dá)到0.7703286。探明了不同去噪方法對(duì)模型精度的影響,為后續(xù)加強(qiáng)模型的穩(wěn)健性以及精準(zhǔn)度提供了重要支撐,同時(shí)也為擴(kuò)展模型的傳遞性奠定了基礎(chǔ)。最后,建立了大豆秸稈木質(zhì)素和纖維素含量的偏最小二乘PLS檢測(cè)模型和支持向量機(jī)SVR檢測(cè)模型,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行充分的對(duì)比分析與論證后,表明使用PLS和SVR對(duì)待測(cè)樣本木質(zhì)素和纖維素含量進(jìn)行檢測(cè)是可行的。建立木質(zhì)素的檢測(cè)模型時(shí),PLS和SVR兩種方法的檢測(cè)精度相近,但PLS檢測(cè)模型預(yù)測(cè)精度更高。建立纖維素檢測(cè)模型時(shí),結(jié)合PLS建立的檢測(cè)模型精度高于SVR檢測(cè)模型。綜上所述,本研究探明了大豆秸稈木質(zhì)素和纖維素含量與近紅外光譜的相關(guān)性,并建立了相應(yīng)的檢測(cè)模型,為豆類秸稈其他成分檢測(cè)模型的構(gòu)建提供了理論依據(jù)。同時(shí)也為生物質(zhì)秸稈成分檢測(cè)模型精準(zhǔn)度的提高提供了參考方法。
【學(xué)位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S216.2;O433

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3 弗·特·希涅高夫斯卡婭;大豆種植的科學(xué)原理[J];黑河科技;2002年03期

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