三維熒光光譜數(shù)據(jù)處理與識別算法優(yōu)化——以魚毒性藻類及其溶血活性為例.pdf

1、暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文題名（中英對照）：三維熒光光譜數(shù)據(jù)處理與識別算法優(yōu)化——以魚毒性藻類及其溶血活性為例Dataprocessingrecognitionalgithmoptimizationbasedonthreedimensionalfluescencespectrum——Ichthyotoxicmicroalgaespecieswithhemolyticactivity作者姓名：金達指導(dǎo)教師姓名及學(xué)位、職稱：狄

2、紅衛(wèi)博士教授學(xué)科、專業(yè)名稱：光學(xué)論文提交日期：2014年4月20日論文答辯日期：2014年5月26日答辯委員會主席：周金運教授論文評閱人：學(xué)位授予單位和日期：I摘要數(shù)十年來，魚毒性赤潮災(zāi)害頻發(fā)，對海產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟損失，嚴(yán)重影響我國近岸養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。如何運用科學(xué)手段減少魚毒性赤潮所帶來的損失，一直是我國學(xué)界努力的方向。隨著藻類三維熒光光譜技術(shù)的發(fā)展，色素光譜法在藻類識別工作中發(fā)揮重要作用。利用藻類三維熒光特征譜所建立的判

3、別函數(shù)，為部分赤潮藻類的毒性有無以及毒性強度的分類識別提供了有效理論支撐，同時本研究對探索魚毒性藻類的產(chǎn)毒機理，有效開展赤潮災(zāi)害的應(yīng)急管理等方面具有十分重要的理論和現(xiàn)實意義。本文以6種魚毒性藻類為研究對象，以30種非魚毒性藻類為對照，分析了不同光照條件下36種藻類的三維熒光光譜。通過Coif2小波分析，提取與藻類毒性相關(guān)的熒光特征譜。經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，魚毒性藻類的熒光強度在3547數(shù)據(jù)點（波長λEx=575600nm；λEm=650675nm

4、）隨溶血活性的改變發(fā)生明顯變化，而非魚毒性藻類的熒光強度在此波段無明顯變化，因此認(rèn)定該波段數(shù)據(jù)點的光譜為魚毒性藻類的特征光譜。并以此為基礎(chǔ)，采用Fisher判別法，構(gòu)建魚毒性藻類毒性有無以及毒性強弱的判別函數(shù)。通過引入環(huán)境因素的重組合思想，并結(jié)合系統(tǒng)聚類法，對原有藻類的培養(yǎng)條件進行優(yōu)化，得到了36種藻類的270條標(biāo)準(zhǔn)譜，并利用該標(biāo)準(zhǔn)譜庫構(gòu)建魚毒性藻類的Fisher判別函數(shù)。經(jīng)測試集樣本判別檢驗表明，魚毒性藻類與非魚毒性藻類的判別正確率分

5、別為83.3%和92.2%，魚毒性藻類毒性弱、中和強的判別正確率分別為87.5%、25%和100%。通過引入藻類的瑞利散射熒光光譜概念，并與藻類的色素?zé)晒夤庾V相結(jié)合，對原有藻類的原始數(shù)據(jù)進行優(yōu)化。通過建立Fisher判別式，得到在不同光照條件下藻類毒性有無的判別正確率為88.9%和66.7%，藻類毒性弱、中、強的判別正確率為62.5%、12.5%和75%。最終，通過對該技術(shù)的進一步研究，有望將其開發(fā)為一種快速的魚毒性藻類檢測光譜分析工具