基于近紅外光譜的廢舊塑料識(shí)別分類模型的建立.pdf

1、過去幾十年，科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，使得各種塑料制品的需求與產(chǎn)量均有了巨大的增長，但是隨著塑料產(chǎn)品的消耗量不斷遞增，每年都會(huì)產(chǎn)生大量的塑料固體垃圾。傳統(tǒng)的焚燒和填埋處理會(huì)給我們賴以生存的環(huán)境帶來非常嚴(yán)重的污染；同時(shí)也造成了極大的資源浪費(fèi)。因此，進(jìn)行廢舊塑料的回收再利用研究是實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康可持續(xù)發(fā)展的迫切需求。
　　本文分析了目前國內(nèi)外廢舊塑料的回收利用現(xiàn)狀與發(fā)展前景，并介紹了常用的塑料回收利用技術(shù)，同時(shí)還對國

2、內(nèi)外關(guān)于光譜識(shí)別廢舊塑料的研究進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，提出了基于近紅外光譜技術(shù)建立10種廢舊塑料的識(shí)別分類模型。
　　其次，論述了近紅外高光譜成像技術(shù)的工作原理以及識(shí)別廢舊塑料的可行性。利用近紅外成像光譜儀采集了PE、PP、PS、PC、PA、PU、PET、PVC、POM和ABS這10種塑料樣本的近紅外高光譜圖像，進(jìn)行黑白校正并獲取感興趣區(qū)域內(nèi)的光譜數(shù)據(jù)。
　　第三，詳細(xì)論述了主成分分析法與偏最小二乘回歸法的計(jì)算原理和推導(dǎo)過程

3、，以PE、PP和PET這3種最常見的塑料為例，分別用這兩種方法選擇特征波長，并以Fisher判別分析為依據(jù)，驗(yàn)證這兩種方法的優(yōu)劣。結(jié)果顯示，主成分分析法選擇出11個(gè)特征波長，判別分析時(shí)自身檢驗(yàn)和交叉驗(yàn)證的準(zhǔn)確率均為100％；偏最小二乘回歸法選擇出10個(gè)特征波長，判別分析時(shí)自身檢驗(yàn)和交叉驗(yàn)證的準(zhǔn)確率分別為100％和99％。因此，選擇主成分分析法作為選取特征波長的方法。
　　第四，詳細(xì)論述了距離判別分析法與支持向量機(jī)序列最小優(yōu)化算法的

4、計(jì)算原理和推導(dǎo)過程，并對使用主成分分析法選擇出的PE、PP和PET這3種塑料的11個(gè)特征波長對應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)分別建立識(shí)別分類模型，分類準(zhǔn)確率分別為100％和97.14％，然后用30個(gè)預(yù)測集樣本驗(yàn)證模型的分類準(zhǔn)確率。結(jié)果顯示，兩種方法建立的模型對未知樣的識(shí)別分類準(zhǔn)確率均為100％。因此，使用距離判別分析法建立的識(shí)別分類模型預(yù)測效果較好。
　　最后，利用主成分分析法和距離判別分析法建立10種廢舊塑料的多級(jí)識(shí)別分類模型，并用預(yù)測集樣本驗(yàn)證