高光谱成像技术结合遗传算法和BP神经网络的南疆骏枣总糖含量建模分析

为考察南疆骏枣的总糖含量与高光谱数据的对应关系,采用高光谱成像技术结合遗传算法和反向传播(back propagation,简称BP)神经网络的方法对南疆骏枣进行总糖含量建模分析,采用不同预处理方法处理原始光谱数据,并用遗传算法进行波长变量的选择,回归分析分别采用偏最小二乘法(PLS)和BP神经网络(BP-ANN),从线性和非线性回归方式上建立校正模型分析。结果表明,用多元散射校正(MSC)进行预处理好于其他预处理方式。在回归分析上,BP-ANN预测南疆骏枣总糖含量的模型好于PLS,预测相关系数(Rp)和预测标准偏差(RMSEP)分别为0.918 4和0.931 0。由结果可知,利用近红外高光谱成像技术对南疆骏枣总糖含量进行预测是可行的。

基于二维相关光谱的南疆红枣成熟期营养成分变化试验研究

以南疆特色红枣—灰枣为研究对象,分析红枣成熟期不同成熟度红枣品质组分信息变化,获取红枣内部养分含量的变化关系。自白熟期开始采集红枣样品,每隔10天采集一次样品,直至红枣完熟期。对每次采集的红枣样品均采集近红外光谱、作二维相关分析、理化指标测试。结果表明:对南疆不同成熟度的红枣作二维相关分析,可显示红枣内部品质因子总糖、总酸和水分的变化情况,与采用国标法所测得的红枣理化性质指标相一致,进一步提高了近红外光谱的分辨率。结论:采用二维相关光谱技术方法(2D Correlation Analysis)技术,可以研究不同成熟期红枣内部品质变化。借助于二维相关光谱分析处理红枣内总糖、总酸和水分的变化情况,提高了红外光谱图的分辨率,并且得到了红枣内单糖与多糖、自由水与结合水的转化趋势,预测了红枣成熟过程中结构动态变化的微观信息,验证了红枣内部成分的变化机理。红枣内各营养成分之间的具体相互转化情况,有待进一步研究,这将对兵团信息化、数字化的趋势具有生产指导意义。

二维相关方法在南疆土壤养分分析中的应用与研究

以南疆地区沙土土壤为研究对象,采用一维近红外光谱与二维相关光谱分析技术相结合的方法,研究南疆地区土壤养分,对南疆地区土壤的分析研究有指导意义。试验土壤样品选取0～20cm,20～40cm,40～60cm深度的土壤,通过采用各二维相关光谱方法分析比较不同深度土壤的二维相关谱图得出结论：在20～40cm深度土壤内养分含量最高,0～20cm深度土壤养分含量其次,40～60cm深度土壤养分含量最少。这与化学方法所测得的土壤养分含量基本一致,说明采用二维相关方法分析土壤养分,便于检测土壤养分含量,为农业生产中的施肥调控提供一种新的方法。

通过距离匹配法对224团骏枣与10团骏枣聚类分析的研究

和田224团骏枣与阿克苏10团骏枣在价格上有明显的差别,快速准确的识别二者有很大的实际意义。应用距离匹配法对和田224团骏枣与阿克苏10团骏枣进行聚类分析,预处理方法采用归一化,基线校正和Savitzky-Golay卷积求导法(13点平滑,3点差分宽度),并利用马氏距离剔除异常样本。研究结果表明:和田224团骏枣与阿克苏10团骏枣在水分含量、总糖含量和总酸含量上有明显区别。预测效果最好的是总酸波段的聚类分析模型,其次是水分波段的聚类分析模型,最后是总糖波段的聚类分析模型。在分类效果上,聚类分析模型更适用阿克苏10团骏枣,所以阿克苏10团骏枣比和田224团骏枣效果好。结论:利用距离匹配法对和田骏枣与阿克苏骏枣进行产地的鉴别是可行的,该法对考察南疆红枣的产地鉴别有一定的参考价值。

南疆红枣糖度与颜色和树龄的相关性分析

用色差计分别对树龄为2,4和20年的红枣样品的表皮颜色指标进行测定,记录相应反映颜色的明亮程度(L*)、反映红色或绿色物质的浓度(a*)、反映橙色或蓝色物质的浓度(b*)、色度值(C)和色调值(H°),与其相应的糖度进行统计分析比较,结果表明,树龄不同时,红枣样品的颜色和糖度存在明显差异;随着树龄增大,红枣样品的L*、a*和b*逐渐变小,而糖度逐渐增大,且糖度和L*值存在显著相关性;树龄相同时,红枣样品的颜色和糖度之间的相关性没有明显规律。

二维相关红外光谱技术对不同冷藏温度的南疆骏枣品质分析研究

为研究不同冷藏温度的南疆骏枣品质组分信息变化,本文以南疆骏枣为研究对象,对骏枣样品采集一维近红外光谱,用2D-shige二维相关分析软件对所采集的近红外光谱进行二维相关分析。25℃、1℃、0℃、-1℃温度骏枣的同步谱自动峰数目分别为6个、5个、4个、3个。常温储存的骏枣最强峰7 173 cm-1表明总酸成分含量变化最大;1℃冷藏温度的蛋白质和维生素含量几乎无变化;0℃冷藏温度最强峰7 081 cm-1表明总酸成分含量变化最大;-1℃冷藏温度的3个自动峰表明总酸、总糖、水分的含量发生变化。结果表明:不同冷藏温度骏枣的二维相关光谱中自动峰的位置与数目不同,说明对冷藏温度微扰敏感的骏枣组分及各组分变化程度不同;与常温25℃储存相比,1℃、0℃、-1℃温度对南疆骏枣的冷藏效果较显著,这很好的证明了冷藏对保持骏枣的品质有重要的作用;获得了南疆骏枣的最佳冷藏温度为0℃。