烟叶总氮的近红外光谱检测模型研究-中国农学通报.pdfVIP

中国农学通报 2014,30(7):42-46 Chinese Agricultural Science Bulletin 烟叶总氮的近红外光谱检测模型研究 凌智钢，唐延林，李玉鹏，李 涛，魏晓楠 （贵州大学物理系，贵阳550025） 摘 要：探索建立一种有效的烟叶总氮含量近红外光谱检测模型，并寻找1100~2500 nm 波段中预测烟叶 总氮含量的有效波长。采用多种不同的光谱处理方法，并选择较优的一阶导数光谱处理原始光谱，再用 偏最小二乘回归建立模型和Martens 不确定性检验方法选择有效波长。基于全部波长建立的模型，训 练集r=0.9930 ，RMSE=0.0490 ；交叉验证r=0.9708 ，RMSE=0.0996 ；预测集r=0.9747 ，RMSE=0.0884。基于 有效波长建立的模型，训练集r=0.9937 ，RMSE=0.0464 ；交叉验证r=0.9744 ，RMSE=0.0938 ；预测集 r=0.9610 ，RMSE=0.1116，预测值与化学值的绝对误差小于0.227% ，相对误差未超过0.1% 。表明使用近 红外光谱分析技术检测烟叶总氮含量较好，采用Martens 不确定性检验方法选择有效波长，并利用有效 波长预测烟叶总氮含量是可行的。 关键词：烟叶；总氮含量；近红外光谱；偏最小二乘回归；有效波长 中图分类号：S127 文献标志码：A 论文编号：2013-2323 StudyonNIRSpectralDetectionModelofTobaccoTotalNitrogenContent LingZhigang,TangYanlin,LiYupeng,LiTao,WeiXiaonan (DepartmentofPhysics,GuizhouUniversity,Guiyang550025) Abstract: AneffectiveNIRspectraldetectionmodeloftobaccototalnitrogencontentwasexplored,and effectivewavelengthsforthedetectionoftobaccototalnitrogencontentbetween 1100-2500nmwerefound.A varietyofspectroscopicprocessingmethodswereusedtodealwiththeoriginalspectrum.Themethodoffirst derivativewasbetterthanothers.Partialleastsquaresregression(PLS)wasestablishedtheregressionmodel, effectivewavelengthswereselectedbyMartens’uncertaintytest.Regressionmodelbasedonallwavelengths hadtheregressioncoefficient r=0.9930, RMSE=0.0490 intrainingset, r=0.9708, RMSE=0.0996 incross validation set, and r=0.9747, RMSE=0.0884 in prediction set. Regression model based on effective wavelengthshadtheregressioncoefficient r=0.9937,RMSE=0.0464 intrainingset, r=0.9744,RMSE=0.0938 incrossvalidationset,and r=0.9610,RMSE=0.1116inpredictionset.Theabsoluteerrorofpredictionvalue andchemicalvaluewaslessthan0.227%,andtherelativeerrorwasnotmoreth