基于主要滋味成分指纹图谱和化学计量学鉴别海南不同地区咖啡豆

本研究对海南不同产地6种咖啡豆即兴隆咖啡(XL)、福山咖啡(FS)、琼海咖啡(QH)、白沙陨石岭咖啡(YSL)、母山1号咖啡(MS1)、母山2号咖啡(MS2)的主要滋味特征成分进行研究,比较不同产地咖啡烘焙豆间滋味特征成分组成和含量的差异性。基于主要滋味成分指纹图谱对海南6种咖啡豆的化学表征,研究产地对咖啡滋味特征成分的影响,并对6种咖啡进行区分。采用超高效液相色谱法测定6种咖啡豆中8种绿原酸、咖啡因、葫芦巴碱以及8种有机酸的含量;采用离子交换色谱-脉冲安培法测定咖啡样品中单糖的组成及含量;利用全自动氨基酸分析仪测定样品中氨基酸组成及含量。研究结果表明:6种咖啡的滋味成分含量差异显著,咖啡因和葫芦巴碱含量均在母山2号(MS2)咖啡豆中最高,在母山1号(MS1)中最低。氨基酸含量在琼海(QH)豆中最高,绿原酸和单糖含量在琼海(QH)豆中最低。绿原酸在6种咖啡烘焙豆中的含量顺序依次为:咖啡酰奎宁酸(CQAs)>阿魏酰奎宁酸(FQAs)>二咖啡酰奎宁酸(diCQAs)。6种咖啡样品中只有8种单糖组分被检测到,其中半乳糖含量最高。结合主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)化学计量学分析,成功将6种咖啡区分,其中兴隆咖啡、白沙陨石岭咖啡和母山二号咖啡间具有较高的相似性,表明基于主要滋味化学组分含量可用于鉴别海南不同产地咖啡。结果证明,通过主要滋味成分指纹图谱能够对不同产地咖啡进行良好区分。该研究揭示了不同产地咖啡的化学组成及品质特征,对咖啡风味品质提升及对优质产品的筛选和鉴别具有重要意义。

基于GF-1影像的冬小麦种植面积核算及直补政策实施评价

粮食直接补贴政策的实施,对于促进粮食生产和农民增收、推动农业农村发展发挥了积极的作用。补贴资金发放的精准程度在一定程度上影响着财政资金的支农效率。该文拟研究基于卫星数据进行粮食直补政策落实效果评价的可行性。以安徽省濉溪县为研究区,采用GF-1卫星16 m多光谱影像,在扣除线状地物、小地物的基础上,精准核算冬小麦种植面积。以乡镇为单位,比较统计发放面积与遥感核算面积,完成基于GF-1卫星数据的粮食补贴政策落实效果评价。结果表明:1)全县范围内,冬小麦直补发放统计面积与遥感核算面积较为吻合。直补发放统计面积为1 239.17 km^2,遥感核算面积为1 227.37 km^2,相对误差仅为0.96%;2)在乡镇尺度上,11个乡镇和1个开发区中共5个乡镇直补发放统计面积与遥感核算面积的相对误差<10%,8个乡镇<13%。相对误差最大的开发区、濉溪镇2个乡镇,以工商业用地为主,冬小麦种植面积少,地块零碎,遥感解译难度大。整体上,直补发放统计面积与遥感核算面积的Nash-Sutcliffe系数(Nash-Sutcliffe coefficient,ENS)为0.90,决定系数为0.93,两者相关程度较高。研究可为改进完善粮食补贴政策提供参考提供依据。

GF-1遥感大数据自动化正射校正系统设计与实现

近年来随着遥感数据的爆炸性增长,快速、稳定的自动化影像正射校正成为遥感大数据处理的重要环节。该文在分析GF-1遥感大数据组织方式与元数据特征的基础上,将有理多项式模型正反变换与数字高程数据提取结合,设计实现自动化正射校正系统,并以提高正射校正计算效率与稳定性为目标,研究待校正影像对应数字高程数据快速提取方法,待校正影像分块读取策略等关键问题。在此基础上针对20景覆盖不同地形区域GF-1 8 m多光谱正射校正影像选择均匀分布的检查点,以Google Earth影像中同名点坐标为真值,分析校正误差及收敛情况,试验结果 X(纬线方向)方向和Y(经线方向)方向最大误差均小于16.863 m,距离误差小于23 m,并且92.25%的检查点误差小于16 m(2个像元)。该文提出的自动化正射校正方案在山地地形与平原地形均表现出良好的校正精度与稳定性。

基于GF-7卫星的1:10000制图要素信息提取技术框架建设

目前我国1:10 000基础地理信息的覆盖范围偏低、更新周期偏长、现势性较为陈旧。本文拟从基于GF-7卫星数据的典型矢量要素快速提取、制图综合、智能出图等方面开展研究,突破1:10 000快速测图和更新关键技术难题,研发相应的生产软件系统,提升我国1:10 000基础地理信息资源建设能力。

特征优选的GF-2影像湿地地表覆盖要素提取

为满足地理国情普查及监测对湿地地表覆盖要素自动分类需求,本文以GF-2影像为数据源,采用Relief F算法优选特征,根据选取不同特征数量达到的总体分类精度和类间分类精度,对比分析面向对象的随机森林、决策树、支持向量机、最邻近4种分类方法对湿地覆被自动分类的适用性,通过实例进行对比分析,结果表明经过特征优选上述4种分类方法均可利用较少特征值达到较优的分类结果,验证了Relief F算法的有效性。在分类精度和学习速度方面,随机森林最优,决策树优于支持向量机,除最邻近方法外均可用于湿地信息普查。

GF-1遥感影像结合等高线消除云层干扰的连续水体重建法

为了解决遥感影像水体提取时易受到云干扰的问题,针对连续水体局部受云层干扰的影像图,采用高精度地形信息与高分一号卫星(GF-1)遥感影像两种数据相结合的方法重建水体。分别对高分一号卫星影像数据和高精度等高线地形数据进行预处理后,对缓冲区多次迭代提取未受云层覆盖的部分水体,通过对两种数据的地理配准、数学统计计算等图像运算确定水体还原水位值,从而还原云层影响下的水面面积。结果表明:该方法可以有效消除云层的影响,7幅受云层干扰影像提取水体还原后的水体面积平均相对误差在5%以内,与参考值相比,水体面积平均差值为0.0809 km^(2)。该方法较准确地还原了云层干扰下的水体面积,可广泛应用于受云层干扰影像的水体提取。

黑茶产地溯源技术研究进展

产地是黑茶的一个重要属性,产地溯源技术不仅可以保障消费者权益,同时也为维护黑茶产品贸易公平提供有效的技术支撑。本文综合分析了近十余年国内外黑茶产地溯源技术,并对有机成分、化学元素、光谱指纹三大类溯源技术的优缺点进行了比较;在此基础上,提出了当前黑茶产地溯源技术存在的问题及今后的发展方向,以期为黑茶产地溯源技术的进一步发展提供参考。

不同产地紫皮洋葱营养成分的分析比较

为明确不同产地紫皮洋葱营养成分的组成,识别对产地判别具有重要贡献的特征组分,以河北、山东、云南和甘肃4个产地的紫皮洋葱为研究对象,对其质构、色泽、水分含量、化学特性指标(总酚含量、总黄酮含量和还原糖含量)及化学元素组成进行分析。结果表明:不同产地紫皮洋葱的水分含量、pH值、质构特性均无显著差异;可溶性固形物、总酚、总黄酮、还原糖含量及化学元素组成差异显著,其中河北所产紫皮洋葱的色泽较为鲜亮,可溶性固形物含量最高,化学元素含量最丰富,云南紫皮洋葱的总酚、总黄酮含量最高,山东紫皮洋葱的还原糖含量最高。在不同产地紫皮洋葱中确定了25种化学元素为判别河北、山东、云南和甘肃紫皮洋葱的化学元素标记物。河北紫皮洋葱的外观品相好,食用品质高,营养价值丰富,而云南紫皮洋葱的药用价值较高。

羊肉的产地溯源和鉴别技术研究进展

随着羊肉消费量不断增加和相关食品安全问题频现,对羊肉溯源和掺假鉴别技术的需求已经成为当前社会的关注热点之一。目前,对于羊肉的溯源和鉴别已有相应研究,稳定同位素技术、矿物质元素指纹图谱、近红外光谱、DNA分子标记溯源技术、基于脂肪酸的溯源和鉴别技术、基于风味化合物的产地溯源和鉴别技术等在溯源和鉴别研究中得到了大量应用。但在这些技术不断发展的同时,也暴露出了一些亟待解决的问题。本文基于当前羊肉溯源和鉴别技术的相关研究资料和文献,对相应技术的优缺点进行总结和讨论,分析目前技术研究中存在的问题,并提出相应的建议和解决方法,以期为羊肉溯源和鉴别的进一步研究提供理论支持。

僵蚕药材蛋白质分级指纹图谱建立及产地鉴定相关分子研究

建立云南与四川僵蚕药材的总蛋白质指纹图谱及分级指纹图谱,对比分析以发现其中的差异表达蛋白质分子并进行鉴定及生物信息学分析,探索其用于产地鉴定的可行性。提取两种僵蚕的酸溶、碱溶、水溶及醇溶性总蛋白质,对其进行丙酮分级沉淀,对所得样品进行SDS-PAGE指纹图谱对比分析,对所得差异条带进行LC-MS/MS分析,数据库检索后进行生物信息学分析。两种僵蚕的总蛋白质指纹图谱相似度很高,难以据此进行产地鉴定;两种僵蚕的分级指纹图谱则有较显著差异,有望用于产地鉴定;依据分级指纹图谱差异共鉴定出β-葡萄糖苷酶、抗胰凝乳蛋白酶、抗胰蛋白酶、含脂肪酶结构域蛋白等273种蛋白质。云南与四川僵蚕的蛋白质组成及其分级指纹图谱存在显著差异,有望用作产地鉴定的分子依据;醇溶蛋白质构建分级指纹图谱可以提供更加丰富的信息及更好的分辨率;分级指纹图谱技术具有简便易行、分辨率较高的优点,为其他中药材的产地鉴定研究提供了方法学思路。

基于数字指纹的矢量地理数据几何脱密算法

为平衡保密与共享的矛盾,现主要采用脱密技术实现矢量地理数据在安全保护前提下的共享,其中,常利用非线性变换方法进行几何精度脱密,而在地理空间数据中嵌入数字指纹,可达到版权保护的目的,但会对空间数据造成一定误差。该文提出一种可溯源的矢量地理数据脱密算法,利用可控误差的数字指纹嵌入,实现对矢量地理数据进行几何精度脱密和版权保护的双重目的,脱密后数据能保持较好的图形形态及空间关系,且可用性较强,实现了脱密数据在使用时的版权保护,可为“合理保密,充分使用”的矢量地理数据共享需求提供支撑。

面向多级分发的矢量地理数据数字指纹算法

矢量地理数据在实际使用过程中通常经过多次分发,已有数字指纹算法多基于单次分发设计,仅能追踪单级分发下的数据泄露,难以追踪整个流通链条。该文提出一种面向多级分发的矢量地理数据数字指纹算法。首先,对矢量地理数据的顶点坐标进行归一化处理;然后,将归一化值的高位与分发级数建立哈希映射,将顶点划分为若干互不重叠的集合;最后,将各级指纹通过QIM方法分别嵌入划分所得的各个顶点集合中。其中,多级指纹编码采用级联码,外码为I码,内码为GD-PBIBD码。仿真实验表明,该算法对缩放、平移、增删点、裁剪等攻击具有较好的鲁棒性,且可有效抵抗常见的线性指纹攻击,准确地追踪到叛逆用户。该算法可用于矢量地理数据多级分发中,为版权保护及盗版追踪提供有力支持。

基于矿质元素指纹特征的春三七块根产地溯源研究

研究建立三七产地判别技术,为保护地理标志产品、追溯三七产地来源提供理论依据。采集云南省60个春三七样本,采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)测定春三七块根中44种矿质元素含量,对各片区样本中矿质元素含量进行方差分析、主成分分析和判别分析,建立春三七产地判别模型并验证。结果表明,春三七块根中13种矿质元素在不同片区间存在差异;春三七块根矿质元素含量和组成在不同片区间具有各自的地理指纹特征,对有明显差异的矿质元素进行逐步判别分析,筛选出K、Ca、Mg、Mn、Mo、Co和Sc 7种元素并建立判别模型;对不同片区的春三七块根原始样本进行回代检验和交叉检验,得到整体判别率分别为80.0%和71.7%。利用矿质元素指纹特征结合化学计量学方法可以对不同片区的春三七产地进行鉴别。

基于高效液相色谱指纹图谱结合化学计量学及机器学习的黑茶产地识别

目的建立广西、湖南、四川、陕西和西藏产地黑茶高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)指纹图谱,并结合化学计量学与机器学习对黑茶进行产地识别研究。方法采用高效液相色谱-二极管阵列检测器(high performance liquid chromatography-diode array detector,HPLC-DAD)检测48份不同产地黑茶的化学成分,并建立指纹图谱,利用没食子酸、表没食子儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、表儿茶素、儿茶素、咖啡碱和表没食子儿茶素没食子酸酯7种对照品对图谱共有峰进行指认,结合化学计量学和不同机器学习算法建立黑茶产地识别模型,并使用准确率、精确率、召回率及F1分数作为机器学习产地识别模型的评价指标。结果黑茶指纹图谱共识别出8个共有峰,指认其中7个成分,基于指纹图谱8个共有峰峰面积建立的化学计量学和机器学习的产地识别模型中显示,偏最小二乘法-判别分析模型能识别部分产地黑茶,并筛选出4个差异标志物,其预测准确率为54.2%,逻辑回归(logistic regression,LR)、反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)、支持向量机(support vector machine,SVM)、随机森林(random forest,RF)和决策树(decision tree,DT)算法模型预测准确率分别为66.7%、90.0%、90.0%、80.0%和80.0%,其中,SVM模型的产地识别效果最好。结论我国不同产地黑茶化学成分含量存在一定差异,HPLC指纹图谱结合SVM能够较好对黑茶产地进行溯源研究。

基于城市多种地理数据的济南中心城区地下空间开发利用现状计算研究

针对城市规划建设对地下空间的迫切需求,在大量地理数据的基础上,通过分析遥感光谱特征,结合面向对象分类技术,提取高分辨率遥感影像建筑物的阴影轮廊,并采用建筑物高度反演技术,多角度研究济南市中心城区建筑物分布,探索地下空间的开发利用情况。结果表明,采用高分二号影像建筑物高度反演技术,具有影像分辨率高、阴影提取完整度较好,准确性较高等特点。通过对济南市中心城区各类建筑实测高度值和估算高度值进行误差对比分析,反演误差约为0.73 m,总体精度约为96.68%,符合预期目标要求。

高分七号立体测绘数据在1∶1万基础地理信息更新中应用

我国首颗亚米级立体测绘卫星,高分七号在1∶1万基础地理信息数据更新具有精度高、成本低、覆盖广、更新快等优势,本文结合1∶1万基础地理信息更新的业务标准与规范,探索了基于高分七号立体测绘数据开展1∶1万基础地理信息更新的技术流程与方法,验证其在1∶1万基础地理信息数据更新中的测图精度和适应性。结果表明,利用高分七号立体测绘数据开展1∶1万基础地理信息更新,其测图精度较高,可作为省级1∶1万基础地理信息资源数据更新应用数据源推广使用。

高分七号卫星在基础性地理国情监测中的应用

为准确评估高分七号卫星在基础性地理监测中的适用性,本文以高分七号卫星搭载的两线阵立体相机获取的亚米级卫星数据为数据源,结合当前基础性地理国情监测的业务流程与标准规范,采用定性与定量分析评价方法,从该数据源的原始数据质量、影像处理效果、影像对各地表覆盖类型的解译能力等方面进行评价,探索利用高分七号开展基础性地理国情监测的关键技术流程与方法。测试结果表明:利用高分七号该类型数据源开展基础性地理国情监测,其原始数据质量较优、正射影像精度高、可有效识别各地表覆盖类型,完全可以满足基础性地理国情监测对亚米级高分辨率卫星影像数据源的需求。

基于矿物元素指纹的羊肉产地溯源技术

为探讨矿物元素指纹对羊肉产地溯源的有效性,找寻表征地域特性的元素指标,利用电感耦合等离子体质谱仪分析中国内蒙古自治区阿拉善盟、锡林郭勒盟和呼伦贝尔市3个牧区,及重庆市和山东省菏泽市2个农区脱脂羊肉和土壤样品中4种常量元素(K、Ca、Na、Mg)和13种微量元素(V、Mn、Fe、Cr、Ni、Cu、As、Be、Sb、Zn、Se、Ba、Tl)的含量,对其进行方差分析、相关分析和判别分析。结果表明,羊肉中矿物元素含量组成在地域间有明显差异,农区元素含量普遍高于牧区。脱脂羊肉中Ca、Zn、Be、Ni、Fe、Ba、Sb、Mn和Se9种元素含量的地域差异与土壤相关,它们对农牧区的正确判别率达90%以上,对5个地域的正确判别率在70%～100%之间。利用羊肉中矿物元素指纹分析技术可鉴别和追溯羊肉的产地来源,为羊肉及其他食品的产地溯源研究提供方法参考。

长江水系3个湖泊中华绒蟹形态及元素“指纹”特征

以江苏省长江水系3个不同湖泊(太湖、石臼湖和固城湖)产中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)群体为研究对象,分别对其进行形态学和元素"指纹"特征的比较研究。基于16个组形态数据的框架测量及相应的逐步判别分析结果表明,虽然太湖、石臼湖和固城湖产中华绒螯蟹3群体之间在形态学上存在一定的差异,且判别准确率分别为70%、90%和80%,但其差异程度尚未达到能够有效区分3个群体的水平。统一使用中华绒螯蟹第三步足作为标准试样,应用电感耦合等离子质谱仪测定了其中21种元素的含量和分布特征,其中Cr、Co、As、Se、Cd、Pb、Tl、Ag、Mo、Ni未检出。与形态判别结果不同的是,3湖泊产中华绒螯蟹第三步足元素含量和分布的总体差异极为显著,太湖、石臼湖和固城湖产中华绒螯蟹的判别准确率分别高达100%、80%和100%。这表明本研究所尝试的中华绒螯蟹第三步足元素"指纹"分析判别方法具有有效区别不同产地中华绒螯蟹的潜力。

气相色谱指纹图谱法进行红葡萄酒产地溯源表征

利用中药色谱图分析和数据管理系统和SPSS 19.0统计分析软件进行聚类分析,研究法国、南非、澳大利亚等10个常见葡萄酒产地85份红葡萄酒样品的气相色谱指纹图谱。结果表明:不同国家的红葡萄酒气相色谱指纹图谱存在差异,不同产地生产的红葡萄酒气相色谱峰的相对峰面积和数量不同,各自产地红葡萄酒气相色谱有其特征峰;初步建立了基于气相色谱指纹图谱进行产地溯源的系统聚类分析识别模式和方法,聚类分析表明,10个不同产地红葡萄酒可以很好地聚类和区分;通过对市面上购买的2种红葡萄酒商品进行了产地假冒模式的应用实验,发现该系统聚类分析识别模式可以进行初步的判别,判别效果较好。结果表明该气相色谱指纹图谱法是产地假冒红葡萄酒进行初步甄别的一种有效方法。