摘要
光谱仪作为可见-近红外光谱分析核心工具,对于光谱分析的影响还有待深入研究.这里,以黄渤海沉积物为研究对象,利用安捷伦Cary 5000、ASD FieldSpec 4、海洋光学QEPro三种光谱仪,研究有机碳含量的反射光谱及其光谱分析在不同光谱仪间的差异.其中,Cary 5000为室内台式光谱仪,FieldSpec 4和QEPro是便携式光谱仪;QEPro只能采集200～1000 nm的反射率,而且反射率在三种光谱仪中最高;Cary 5000和FieldSpec 4能够采集完整的可见-近红外反射率(350～2500 nm),光谱曲线几乎完全一致,尤其是近红外部分,但Cary 5000采集的反射率高于FieldSpec 4.三种光谱仪的光谱分析能力也存在显著差异,其中,Cary 5000的光谱分析能力最强,其光谱模型具有很强的预测能力,建模集r2高达0.99,验证集r2高达0.86,均方根误差(RMSE)在建模集和验证集分别为0.04、0.11,相对分析偏差(RPD)高达2.6,显示了对黄渤海沉积物有机碳强大的预测能力.FieldSpec 4的建模集r2很高,达到0.98,但验证集r2仅为0.56,RMSE从建模集的0.06降为预测集的0.19,RPD仅为1.4,显示在黄渤海沉积物有机碳的预测中准确度很低.QEPro的建模集和验证集r2都很低,分别为0.75、0.59,RMSE保持稳定,均为0.18,RPD刚超出1.5(RPD=1.6),显示在黄渤海沉积物有机碳的预测上具有一定的准确度.可见,室内光谱仪比便携式光谱仪具有更强的光谱分析能力,可能是因为室内光谱仪的配置更好.同为便携式光谱仪,在黄渤海沉积物有机碳的光谱分析方面,QEPro具有和FieldSpec 4一样的光谱分析能力,甚至在稳定性上更好.由于QEPro的价格相对低廉,因此在室外沉积物/土壤碳氮光谱分析中,具有更好的性价比.该研究深入比较了不同光谱仪在相同样品的光谱分析中的差异,为不同研究的光谱分析及其模型转移提供了有效参考.
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