精準(zhǔn)施肥是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的核心研究內(nèi)容之一,而土壤養(yǎng)分元素含量的快速準(zhǔn)確獲取是精準(zhǔn)施肥的關(guān)鍵。目前,土壤養(yǎng)分的檢測以農(nóng)田采樣、實驗室預(yù)處理、檢測為主,不能滿足快速獲取的需求,因此,需要發(fā)展一種能夠?qū)崟r快速分析土壤養(yǎng)分的檢測技術(shù)。激光誘導(dǎo)擊穿光譜（Laser-induced Breakdown Spectroscopy:LIBS）技術(shù)具有無需樣品預(yù)處理、檢測時間短、多種元素同時檢測等優(yōu)點,該技術(shù)在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,在土壤養(yǎng)分與重金屬檢測方面國內(nèi)外也開展了相關(guān)工作。采用該技術(shù)檢測土壤養(yǎng)分元素含量,能夠為精準(zhǔn)施肥提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本文在實驗室所搭建的LIBS系統(tǒng)上,以龍亢農(nóng)場采集的土壤樣本為研究對象,研究了土壤中部分養(yǎng)分元素的LIBS定量分析方法。以土壤中鎂元素（Mg）的LIBS定量分析為例,分別建立了土壤中鎂元素的雙譜線定標(biāo)曲線和支持向量機(jī)回歸（SVR）定量分析模型。由于LIBS定量分析易受到基體效應(yīng)、自吸收效應(yīng)、系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)境噪聲等干擾因素的影響,使用單條特征譜線進(jìn)行元素濃度定量分析時,準(zhǔn)確度不高。本文為了提高測量的準(zhǔn)確度,選用鎂元素的原子、離子特征譜線作為分析線,依據(jù)兩條特征譜線強(qiáng)度的線... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要工作
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 LIBS理論基礎(chǔ)和土壤光譜數(shù)據(jù)獲取
    2.1 LIBS分析原理
        2.1.1 原子發(fā)射光譜分析方法
        2.1.2 LIBS基本原理
        2.1.3 激光誘導(dǎo)擊穿光譜自吸收效應(yīng)
        2.1.4 特征譜線的選取原則
        2.1.5 土壤養(yǎng)分LIBS定量分析
    2.2 土壤LIBS光譜數(shù)據(jù)的實驗獲取
        2.2.1 土壤樣本的采集與制備
        2.2.2 LIBS實驗系統(tǒng)
        2.2.3 實驗條件
    2.3 土壤樣本中養(yǎng)分元素含量的測定
第3章 土壤養(yǎng)分LIBS定量分析研究
    3.1 LIBS定量分析方法與評價指標(biāo)
        3.1.1 LIBS定量分析方法介紹
        3.1.2 常用評價指標(biāo)
    3.2 雙譜線定標(biāo)曲線
    3.3 SVR方法理論基礎(chǔ)
        3.3.1 SVM方法概述
        3.3.2 SVR算法原理
    3.4 SVR定量分析模型
        3.4.1 光譜特征向量的選取
        3.4.2 樣本劃分
        3.4.3 歸一化
        3.4.4 模型選擇
        3.4.5 參數(shù)尋優(yōu)過程與結(jié)果
        3.4.6 SVR定量分析模型預(yù)測效果
第4章 LIBS實驗系統(tǒng)控制軟件開發(fā)
    4.1 LIBS實驗系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)介紹
    4.2 LIBS實驗系統(tǒng)控制軟件總體設(shè)計
        4.2.1 軟件功能簡介
        4.2.2 軟件主界面設(shè)計
    4.3 光譜儀相關(guān)軟件設(shè)計
        4.3.1 Windows消息簡介
        4.3.2 光譜儀設(shè)備檢測
        4.3.3 光譜儀參數(shù)設(shè)置界面
        4.3.4 光譜數(shù)據(jù)獲取
        4.3.5 光譜數(shù)據(jù)展示
        4.3.6 光譜數(shù)據(jù)存儲
    4.4 激光器相關(guān)軟件設(shè)計
        4.4.1 激光器參數(shù)設(shè)置界面
        4.4.2 激光器工作模式設(shè)計
    4.5 步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)臺相關(guān)軟件設(shè)計
        4.5.1 步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)臺硬件組成簡介
        4.5.2 步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)臺運(yùn)行模式配置界面
        4.5.3 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制
        4.5.4 步進(jìn)電機(jī)控制命令格式設(shè)計
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]激光誘導(dǎo)擊穿光譜結(jié)合雙譜線特征定量分析土壤中鎂[J]. 欒亞閣,魯翠萍,胡海瀛,汪六三,張正勇,劉洋,林志丹,宋良圖,王儒敬.  應(yīng)用激光. 2015(06)
[2]土壤中砷元素的激光誘導(dǎo)擊穿光譜測量分析[J]. 魯翠萍,胡海瀛,汪六三,劉晶,蔣慶,宋良圖,王儒敬.  強(qiáng)激光與粒子束. 2014(11)
[3]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜地溝油鑒別的初步探究[J]. 吳鼎,海然,劉平,趙棟燁,劉佳宏,丁洪斌.  科學(xué)通報. 2014(21)
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[6]我國化肥施用量持續(xù)增長的原因分解及趨勢預(yù)測[J]. 欒江,仇煥廣,井月,廖紹攀,韓煒.  自然資源學(xué)報. 2013(11)
[7]激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的研究與應(yīng)用新進(jìn)展[J]. 邵妍,張艷波,高勛,杜闖,林景全.  光譜學(xué)與光譜分析. 2013(10)
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博士論文
[1]支持向量機(jī)學(xué)習(xí)算法若干問題的研究[D]. 常甜甜.西安電子科技大學(xué) 2010

碩士論文
[1]支持向量機(jī)中Sigmoid核函數(shù)的研究[D]. 劉明.西安電子科技大學(xué) 2009



本文編號：3699468