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期刊信息/Journal information
光谱学与光谱分析
光谱学与光谱分析

高松

月刊

1000-0593

chngpxygpfx@vip.sina.com

010-62181070

100081

北京市海淀区学院南路76号钢铁研究总院

光谱学与光谱分析/Journal Spectroscopy and Spectral AnalysisCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>本刊系中国光学学会会刊,由钢铁研究总院、中国科学院物理研究所、北京大学、清华大学联合承办的学术性刊物。刊登主要内容:激光光谱测量、红外、拉曼、紫外、可见光谱、发射光谱、吸收光谱、X-射线荧光光谱、激光显微光谱、光谱化学分析、国内外光谱化学分析最新进展、开创性研究论文、学科发展前沿和最新进展、综合评述、研究简报、问题讨论、书刊评述。本刊适用于冶金、地质、机械、环境保护、国防、天文、医药、农林、化学化工、进出口商检等各领域的科学研究单位、高等院校、光谱仪器制造厂家、从事光谱学与光谱分析的研究人员、高等院校有关专业教师和研究生、有关专业管理干部。《光谱学与光谱分析》为我国首批自然科学核心期刊,中国科协优秀科技期刊,中国科协择优支持基础性、高科技学术期刊,是中国科技论文、中国科学引文数据库、中物理文摘、中国学术期刊文摘的统计源刊,被国外的SCI,AA,CA,EI,MEDLINE,AJ等文献结构收录。
正式出版
收录年代

    施用鸡粪对小麦秸秆养分释放及土壤溶解有机质演化的影响

    杨光潘红卫童文彬王珂珂...
    3186-3194页
    查看更多>>摘要:秸秆还田配施畜禽粪便是一种重要的固体废弃物综合利用资源化技术.外源有机物还田主要以溶解性有机质(DOM)浸入土壤,探讨DOM的演变特征可有效预测秸秆还田土壤不稳定碳库的周转情况.由于禽畜粪便浸入土壤的DOM生物可利用性高于秸秆,两种方法结合后土壤DOM的演化规律尚不清楚.针对华北平原冬小麦夏玉米连作特点,在玉米生育期进行了田间定位试验,设置小麦秸秆还田、小麦秸秆还田配施鸡粪、鸡粪还田和不施肥4个处理.采用三维荧光光谱结合平行因子分析方法,阐明小麦秸秆还田过程中DOM的含量和组成的演变特征,并探究DOM组成演化对秸秆腐解的影响.结果表明添加鸡粪后秸秆失重率、碳氮释放率、土壤微生物碳和微生物氮分别显著提高了4.25%、5.56%、1.56%、12.44%和56.98%,土壤DOM腐殖质化指数显著升高11.97%.变差分解分析表明,类腐殖质和类蛋白质组分的联合作用对微生物碳氮具有正向影响;腐殖质类物质和蛋白质类物质的联合作用,以及微生物对秸秆碳释放均存在正向影响;类腐殖质和土壤微生物碳(MBC)对秸秆氮释放有正向影响.添加鸡粪强化了秸秆还田的效果,可以通过增加土壤微生物量和加速对不稳定的碳库的加工从而加快土壤养分周转并且有效地控制秸秆滞留的环境风险.研究结果有助于提高对外源有机物还田土壤不稳定碳库周转的理解,为利用鸡粪强化小麦秸秆还田效果奠定理论和数据基础.

    溶解性有机质(DOM)三维荧光光谱鸡粪秸秆养分释放腐殖化进程

    《光谱学与光谱分析》2025年征订启事

    3194页

    应用近红外光谱分析不同产地雪茄烟叶的相似性

    赵高坤李嘉辰吴玉萍李军会...
    3195-3198页
    查看更多>>摘要:雪茄风味特征与产地密切相关.应用具有快速、无损特点的近红外光谱技术分析不同产地雪茄烟叶相似性,为国内雪茄种植区划和产品设计提供依据.以2021年-2023年在云南以及巴西、多米尼加、印尼收集的526个烟叶样品,使用基于主成分与Fisher准则相似性方法分析不同产地烟叶NIR相似性.结果表明:巴西与多米尼加烟叶相似性高,而云南与多米尼加烟叶具有一定相似性;云南区域内,玉溪、文山、普洱之间烟叶相似性高,德宏与临沧之间相似性较高;德宏和多米尼加之间具有一定的相似性,临沧与印尼之间具有一定的相似性.大产区范围内得到的相似性结果与感官评价具有一致性,更细化的相似性分析结果可为国产雪茄烟叶种植区划、产品设计等提供更详尽的技术支撑,例如优质雪茄烟叶的产地替换及互补配伍等.

    雪茄烟叶产地近红外光谱相似性分析

    远程LIBS结合GA-arPLS的爆炸物识别研究

    闫红宇赵宇陈媛媛刘昊...
    3199-3205页
    查看更多>>摘要:为了保障公共安全和预防恐怖袭击事件的发生,提出基于遗传算法(GA)优化非对称重加权惩罚最小二乘(arPLS)的远程LIBS基线校正预处理方法,结合ANN分类模型实现6m距离下的四种爆炸物(TNT、RDX、HMX和CL-20)快速、准确识别.GA-arPLS算法基于arPLS引入适应度函数评估拟合基线,寻找候选参数空间中的最优解来实现拟合LIBS基线.由于LIBS光谱信号通常包括连续辐射、原子与分子发射线等噪声信息,其覆盖了LIBS光谱较宽的光波段;直接通过LIBS光谱对相似元素的有机物定性分析时,难以捕捉相似爆炸物的特征光谱之间微小差异实现分类,故远距离环境下通过GA-arPLS预处理来提高特征谱线辨识能力很有必要,因此提升光谱分析的准确度很有必要.研究将GA-arPLS校正前后的LIBS数据集分别作为支持向量机(SVM)和最邻近分类(KNN)的输入,SVM的分类准确率提升了8.4%,而KNN分类模型的准确率提升8.7%.分类准确率表明,该GA-arPLS基线校正预处理方法可有效降低远程LIBS光谱的连续背景,而结合人工神经网络(ANN)构建的分类模型对相似爆炸物的识别准确率从89.2%提升至100%,分类识别效果达到最优.研究表明,该基线校正预处理方法不仅有效减小远距离LIBS的连续背景辐射和噪声干扰,而且提升了远程LIBS分类模型的鲁棒性和预测能力.研究成果有望提升远程LIBS在爆炸物检测方面的准确性和效率,以更好地应对潜在的爆炸物威胁.

    远程激光诱导击穿光谱爆炸物识别GA-arPLS预处理人工神经网络(ANN)基线校正

    《光谱学与光谱分析》对来稿英文摘要的要求

    3205页

    高光谱图谱结合策略检测小麦单粒种子活力

    石睿张晗王成康凯...
    3206-3212页
    查看更多>>摘要:小麦是我国主要的粮食作物,在国民经济发展中扮演至关重要的角色.种子是一切农业活动的基础,种子活力是种子最重要的评价指标之一,高活力的种子拥有良好的田间表现及耐储能力,因此准确鉴别小麦种子活力对我国农业生产具有重要意义.传统种子活力检测技术耗时、对操作人员要求高,且会对种子造成不可逆的损伤.以往利用高光谱成像技术检测种子活力,通常是针对种子批检测,且仅仅利用图像数据或光谱数据中的一种,很少将图谱数据结合用于单粒种子活力检测.为了更深入了解种子活力与光谱的内在联系,高光谱成像的小麦单粒种子快速无损检测研究颇具学术价值.以210粒经人工老化处理过的小麦种子(105粒有活力,105粒无活力)为研究对象,采集种子400~1 050 nm波段内的高光谱数据,随后进行标准发芽试验,确保高光谱数据与发芽实验结果一一对应,按照4∶2∶1的比例将数据集划分为训练集、测试集和真实数据集.利用竞争自适应重加权(CARS)算法选择特征波段,最终得到了30个特征波段,且所选特征波段对应了引起种子活力变化的蛋白质、淀粉和脂类等种子内部营养物质.为挑选出最优分类模型,对于全波段和特征波段光谱数据,利用训练集和测试集数据基于SVM、KNN、1DCNN和改进的ECA-CNN机器学习算法分别建立了小麦种子活力预测模型.结果表明,使用特征波段数据建立的模型性能均优于使用全波段数据建立的模型,其中使用特征波段数据建立的ECA-CNN模型性能最好,在避免过拟合的情况下,训练集整体准确率为99.17%,测试集准确率为80%.为避免建模过程对比较分类策略造成影响,利用真实数据集对比整体法和像素法两种分类策略.结果表明,像素法相比于整体法拥有更好的检测效果,整体准确率为86.67%,精确率为92.31%,召回率为80%,均优于像素法.该研究可为快速无损检测单粒小麦种子活力提供科学依据.

    高光谱成像单粒小麦活力卷积神经网络光谱特征图像信息

    基于迁移成分分析的近红外光谱定量分析通用模型

    王雪王子文张广月马铁民...
    3213-3221页
    查看更多>>摘要:在近红外光谱定量分析中,由于光谱数据采集设备和环境条件的不同,已有模型在使用到不同设备或不同环境时会出现预测精度低的现象.为了增强定量分析模型的普适性和通用性,提高模型的预测精度,提出一种基于改进的迁移成分分析转移方法(TM-TCA)的近红外光谱定量分析通用模型构建策略.改进的迁移成分分析方法采用二次校正策略,通过对从机光谱数据的两次校正,改善由于仪器偏移、漂移或不稳定性引起的光谱差异性,确保数据的一致性和准确性,消除仪器不同或外界条件影响产生的偏差,使校正后的从机光谱数据特征尽可能接近主机光谱,以此增强模型对从机光谱的预测能力.首先求出主机与从机光谱转换矩阵,通过转换矩阵进行待测样品的一次校正,缩小主机与从机样品间受外界条件因素产生的差异性.将经过转换矩阵转换后的主机-从机光谱数据矩阵作为迁移成分分析方法的输入.接下来,基于多指标综合迭代优化选择迁移学习中的核函数和特征值个数的基础上构建定量分析通用模型.为了验证迁移成分分析改进效果,与多种方法的转移效果进行比较.通过优化分析选择RBF核函数,特征值个数为52,实验表明,基于TM-TCA的光谱校正率达到97.1%,光谱平均差异(ARMS)与转移前相比下降了82.9%,比TM和TCA方法分别降低了46.5%和30.2%.为了验证模型构建策略的有效性,构建基于TM-TCA和偏最小二乘回归(PLSR)的玉米水分定量分析通用模型,并对不同设备条件下的模型通用性进行分析.TM-TCA-PLSR模型的预测效果与TCA-PLSR模型的预测效果相比较,模型的预测决定系数达到了0.872 9,提升了41%,预测均方根误差(RMSEP)和平均绝对误差(MAE)分别为0.154 3和0.115 9,均降低了90%以上,并且TM-TCA-PLSR模型相对分析误差(RPD)值超过了2.5,模型具有实际应用的价值.表明了TM-TCA转移方法能有效减少主机和从机光谱之间的差异性,基于TM-TCA和PLSR的主机模型具有一定的通用泛化能力.

    近红外光谱定量分析模型转移迁移成分分析

    期刊引证信息快报

    3221页

    基于微焦级高重频激光诱导击穿光谱的铜合金分类方法研究

    曲东明张子怡梁俊轩廖海文...
    3222-3227页
    查看更多>>摘要:针对废弃铜合金回收分类的工业应用场景,采用基于微焦级高重频激光诱导击穿光谱技术(MH-LIBS)结合人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)两种机器学习算法,分别对定点模式和运动模式下采集的7种铜合金样品(H59、H62、H70、H85、H96、HPb59-1、HPb62)进行分类识别.结果显示,ANN和SVM对于定点模式下采集的铜合金能够实现100%精确分类,而对于运动模式下采集铜合金的分类精度分别为100%和99.86%.由此可见,微焦级高重频激光诱导击穿光谱系统结合机器学习算法能够实现铜合金的精细分类,适合应用于废弃铜合金的现场快速分析.

    激光诱导击穿光谱人工神经网络支持向量机铜合金

    青藏高原典型沙地地表反射率光谱特征与星地验证

    刘勇许华李莉纪山...
    3228-3235页
    查看更多>>摘要:测量地表反射率对研究地物光谱特征以及卫星地表产品检验具有重要意义.利用地物光谱仪获得青藏高原阿里地区的沙地地表反射率,并研究分析其典型光谱特征.针对Terra和Aqua卫星的中分辨率成像光谱仪(MODIS)的地表反射率产品(MOD09/MYD09)和地表反照率产品(MCD43 A4)开展真实性检验和误差影响分析.结果表明,阿里地区戈壁具有典型沙地光谱特征,各波段的地表反射率数值在0.08~0.35之间,在300~700 nm光谱范围的地表反射率随波长增大而增加,而在750~1 750 nm光谱范围的地表反射率变化较小.与我国敦煌辐射校正场的沙地反射率相比,光谱曲线相似度很高,光谱夹角为2.18°.星地对比的结果受观测几何和大气光照条件的影响,下午星Aqua产品验证效果优于上午星Terra,平均误差约为5%,这与MODIS官方标称的精度相一致.研究表明,阿里地区沙地的光谱特征稳定且有代表性,是我国光学卫星在轨辐射定标和检验的理想场地.

    地表反射率沙地光谱真实性检验MODIS地表产品