信息融合及集成學(xué)習(xí)在水質(zhì)光譜分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、現(xiàn)有水質(zhì)有機(jī)物綜合指標(biāo)分析方法可根據(jù)原理分為化學(xué)法、光學(xué)法兩類。與化學(xué)分析方法相比，基于光學(xué)原理的水質(zhì)有機(jī)物污染綜合指標(biāo)分析方法具有分析速度快、無(wú)化學(xué)試劑污染、操作維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低等顯著優(yōu)點(diǎn)，適用于自動(dòng)在線環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，代表了未來(lái)綠色監(jiān)測(cè)的發(fā)展方向。但現(xiàn)階段該方法存在著分析精度較低的劣勢(shì)，成為此類方法發(fā)展的瓶頸，阻礙了其在大規(guī)模環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用。本文以水質(zhì)有機(jī)物綜合指標(biāo)的光譜分析這一問(wèn)題為研究對(duì)象，采用基于信息融合和集成學(xué)習(xí)

2、的研究方法，主要研究旨在提高水質(zhì)光譜分析的精度，其內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 1．針對(duì)采集的地表水樣本，從分析對(duì)象和分析方法兩個(gè)角度分別詳細(xì)分析了水樣中各組分的光學(xué)性質(zhì)，以及現(xiàn)階段的兩種水質(zhì)光譜分析方法——紫外吸收光譜法和三維熒光光譜法在用于水質(zhì)有機(jī)物綜合指標(biāo)分析時(shí)各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。 2．針對(duì)水樣中含有的高強(qiáng)度干擾信息缺乏有效處理方法的難點(diǎn)，提出了一種特征提取方法：ⅡCA-R方法，將分析建模的目標(biāo)變量即水質(zhì)有機(jī)物綜合指標(biāo)的化

3、學(xué)分析值作為先驗(yàn)知識(shí)引入到傳統(tǒng)ⅠCA方法中，通過(guò)雙重獨(dú)立成分分析來(lái)選擇對(duì)建模有效的多個(gè)特征，有效去除干擾信息。 3．針對(duì)單一的紫外吸收光譜或三維熒光光譜分析精度較低，而又無(wú)法通過(guò)各自的自我完善得到改觀的問(wèn)題，首次提出基于多源光譜信息融合的水質(zhì)分析方法。通過(guò)分析光譜融合建模的特點(diǎn)，在各光譜獨(dú)立特征提取和融合信息平衡的基礎(chǔ)上，采用最小二乘支持向量機(jī)方法建立多光譜融合水質(zhì)分析模型，避免了多光譜合并提取特征時(shí)造成的熒光光譜對(duì)于紫外光譜的