基于高光谱成像技术的赤潮藻种鉴别和浓度测量方法

赤潮是一种由海洋藻类引发的水质污染,部分赤潮藻有毒性,对海洋渔业发展有严重危害。快速、准确地鉴定赤潮藻种及其细胞浓度对污染的控制和治理具有重要意义。传统的显微镜检测和基因测序等方法时效性低,遥感检测易受到环境干扰导致精度低,荧光光谱检测因设备昂贵无法大范围推广,高光谱成像(HSI)技术为赤潮藻种提供了一种快速、无损的检测方法。搭建了HSI检测系统,针对福建地区常见的甲藻(强壮前沟藻)、硅藻(中肋骨条藻和三角褐指藻)和针胞藻(赤潮异湾藻)构建了大量高光谱样本库,分别采用2种分类方法和3种回归方法建立藻种鉴别和细胞浓度测量模型,并比较了7种光谱预处理(标准化、归一化、多元散射校正、变量标准化、Savitzky-Golay平滑、基于SG的一阶导数、基于SG的二阶导数)和2种波段提取方法(遗传算法和连续投影算法)对建模精度的影响。结果表明:基于SG的二阶导数(SG+2^(nd))预处理方法可以提高波段筛选和建模的准确率,遗传算法(GA)所提取特征波段更具代表性和有效性。SG+2^(nd)-GA组合所提取特征波段(644.7、547.8、562.6、829.4、832 nm)与所选藻类中特定色素的吸收光谱波段相对应,再结合支持向量机(SVM)或反向传播神经网络(BPNN)建模实现了利用高光谱成像技术有效鉴别强壮前沟藻、赤潮异湾藻、中肋骨条藻、三角褐指藻。在细胞浓度测量中,支持向量回归(SVR)建模效果优于多元线性回归(MLR)和偏最小二乘算法(PLS),四种藻SG+2^(nd)-GA-SVR细胞浓度预测模型的决定系数(R 2)均大于0.98。其中强壮前沟藻和中肋骨条藻模型浓度预测范围分别在1.05×10^(3)~1.05×10^(4)和1.13×10^(4)~2.38×10^(5) cells·mL^(-1),最低测量浓度达到该藻种发生赤潮时的基准浓度。三角褐指藻模型浓度预测范围为1.06×10^(5)~4.36×10^(6) cells·mL^(-1),最低测量浓度低于现有光谱技术对其测量的浓度。本研究为快速、准确、无损探测赤潮提供了新方法。

浸入式可见/近红外光谱技术的藻种鉴别研究

对藻类的识别分类及其生化分析已成为海洋生物学的研究热点之一。以普通小球藻、蛋白核小球藻、微绿球藻、莱茵衣藻为样品,通过便携式USB4000微型光纤光谱仪、Y形光纤和探针,卤素光源构建的光谱采集系统对不同浓度梯度的120个微藻样本进行浸入式可见/近红外透射光谱的原位采集,比较去基线、卷积平滑等光谱预处理方法的效果,并基于连续投影算法(SPA)筛选特征波长,通过偏最小二乘法(PLS)、最小二乘支持向量机(LS-SVM)和极限学习机(ELM)进行建模,探讨采用透射光谱原位快速鉴别四种不同藻种的可行性。结果表明:卷积平滑的处理效果较为理想,有效波长可用于代替原始光谱建立微藻种类判别分析模型。SPA-LV-SVM和SPA-ELM的预测效果显著高于SPA-PLS,三者的平均预测正确率分别是80%,85%,65%。浸入式可见/近红外光谱技术和便携式光纤探针结合的藻种鉴别方法,有效实现了对四种微藻的鉴别,为藻种鉴别和藻种分类研究领域提供了一种新思路。

稚鳖腹面颜色的差异与鳖种鉴别关系探讨

通过对我国现有不同鳖种的稚鳖的研究发现 :不同种的稚鳖腹部表皮颜色 (色斑 )均有明显差异 ,同种稚鳖的颜色基本一致 .并在一定时期内不因环境变化而改变颜色 .同时发现人工养殖中华鳖种源混杂而导致人工繁殖的稚鳖腹面颜色 (色斑 )分化 ,对称状黑斑出现的比例与混杂程度有关 .腹面有无对称状黑色斑点的两种类型稚鳖经生化测定和对比养殖均存在差异 .说明稚鳖腹面颜色特征可作鳖种鉴别的外观依据 ,还可作为鳖种资源提纯复壮的指标 .

基于三维荧光谱特征分析的油种鉴别技术的研究

介绍了运用神经网络进行模式识别的基本原理,将主成分分析法和BP神经网络相结合,提出矿物油三维荧光谱鉴别方案,并进行了系统设计,建立了基本的模型框架.选取矿物油三维荧光谱的特征参量,组成原始特征向量,采用主成分分析法进行预处理,而后选取主成分运用BP神经网络实现油种鉴别.该方法减少了输入变量的维数,消除了各输入变量的相关性,同时简化了网络结构,提高了程序运行的速度.通过实例进行了分析,结果证明该方法有效地实现了矿物油三维荧光谱的油种鉴别,同时该系统也可用于其它物质的光谱识别技术领域.

基于表观特征的三维荧光谱参量化油种鉴别

将基于统计特征的三维荧光谱参量化方法与神经网络模式识别技术相结合,实现污染油的油种鉴别。选取石油三维荧光谱的特征参数并组成特征向量,然后用神经网络技术实现油种的特征参数模式识别。通过基于实验数据的应用仿真,验证了这一方法的实用性和可靠性,从而可以取代人工观察对比的粗大方法。作为基于物质荧光的“指纹”新技术,也可应用于其它物质分析鉴别技术领域。

三维荧光谱参量化方法及其在油种鉴别中的应用

荧光光谱分析方法是溢油油种分析鉴别中一种较为有效的方法。荧光光谱的定性和定量化分析方法是其中的一个重要环节。我们针对油种鉴别的特点，提出了油样三维荧光谱的参量化方法：提取三维荧光谱的特征参量，进行比较分析，作为油种分类鉴别的依据。该方法经实际应用检验，证明具有可靠、实用、直观、分辨率高的优点。

集成神经网络信息融合技术在油种鉴别中的应用

介绍了一种应用集成神经网络信息融合技术的油种鉴别系统。它以加权信息融合技术为基础,对各种油类的三维荧光谱的光谱分析数据采用集成神经网络进行油种鉴别。通过对机油的举例验证表明,该鉴别系统能将鉴别误差由7.59%减小到2.51%。该系统充分利用了数据信息,其诊断精度及学习能力明显优于单一神经网络诊断模型。

基于菲、蒽化合物的油种鉴别诊断比值的抗风化能力研究

定期采集青岛"11.22"中石化东黄输油管道泄漏爆炸事故岸滩溢油样品,使用气相色谱/质谱联用仪进行检测,考察了自然风化条件下基于菲、蒽化合物的油种鉴别诊断比值的中长期稳定性。结果表明:在为期142d的自然风化过程中,诊断比值2-甲基蒽/2-甲基菲、2-甲基蒽/9-甲基菲、2-甲基蒽/(3-+2-+9-+1-)甲基菲、(3-+2-)/(9-+1-)甲基菲受自然风化作用影响较小,相对标准偏差RSD%<5;2-甲基蒽/3-甲基菲、2-甲基蒽/1-甲基菲、2-甲基蒽/(9-+1-)甲基菲、2-甲基蒽/(3-+2-)甲基菲、蒽/(蒽+菲)受到一定程度的自然风化作用影响(5<RSD%<10)。

一种鉴别生体组织病变程度的方法研究

随着临床应用的深入,人们发现B超诊断技术也有明显的不足之处,因为诊断结果较多地依赖于医生掌握仪器的熟练程度与医学知识,如何能从仪器上更明确地得到人体组织的组织特征,则需要考虑从超声探测回波信息中获取更多的信息,改善和提高各种信息提取和处理的新技术。 用于组织结构成像的常规B超设备检测出的仅仅是与反射象素特性有关的反射回波的振幅包络信息,而将超声射频回波信号中的相位信息统统丢失了,所以,目前用于组织结构成像的B超技术并没有充分利用合成超声射频回波信号携带的所有信息,特别是相位信息。如果在得到B超图像的同时,还能同时测得与图像上对应的某一感兴趣的检查部位所对应的机体组织的某个固有的与相位信息相关的声学特性的物理量,使定性和定量两方面相配合,检查一定能快速、准确地进行。

一种鉴别NO_2和Br_2蒸气的新方法

“怎样鉴别二氧化氮和溴蒸气？”是一道既紧扣教材又灵活性大的好题目，它一方面强调了两种气体在物理性质上的相似，另一方面要求学生重视两种气体的不同的化学性质。目前多用下面两种方法来鉴别：１将两种气体分别通入硝酸银溶液中，能产生淡黄色沉淀的那种气体是溴蒸气...

原油/燃料油油种鉴别方法

针对海上溢油污染事故发生后,溢油种类的确定问题,将目前应用于原油和燃料油种类鉴别的方法归纳总结为物理指标鉴别法和化学指纹鉴别法,分析两类方法的优缺点。

介宾短语作定、状语的四种鉴别法

介宾短语作定、状语的四种鉴别法□会宁县一中刘军根据介宾短语充当句子成分的特点，兼顾句子的形式（结构层次）和内容（逻辑联系及意义），拓宽思路、多角度剖析，是正确区分介宾短语作状语还是作定语的有效的方法。例：我对他的意见·····很赞成，而你对他的意见·...

韩药材物种鉴别指南出台

韩国食品医药品安全厅食品医药品安全评价院（院长金圣熙）公布，近期将发行《利用基因分析鉴别韩药材指南》一书。

对真假松下2188彩电的几种鉴别方法

对真假松下２１８８彩电的几种鉴别方法随着市场上进口名牌彩电的热销，ＳＯＮＹ（索尼）、Ｐａｎａｓｏｎｉｃ（松下）、ＴＯＳＨＩＢＡ（东芝）、ＳＨＡＲＰ（夏普）、ＨＩＴＡＣＨＩ（Ｒ立）、南韩产ＳＡＭＳＵＮＧ（５星）、ＧＯＬＤＳＴＡＲ（金星）等进口彩电品牌已...

杨属派间5个种特异性InDel引物及在派间杂交子代鉴别中的应用

【目的】远缘杂交可以实现有利基因的聚合,是种质创新的重要手段。杨属有些派间杂交困难,且杂交子代从形态学难以区分,本研究开发杨属不同派间的特异性引物,为派间杂交创制新种质的真实性鉴定提供技术支撑。【方法】利用在美洲黑杨和小叶杨中种特异性InDel位点设计引物,并利用SeqHunter2依次比对胡杨、山杨、小叶杨和大叶杨基因组,再用杨属5个派的自然群体材料进行种内保守及种间多态引物的试验验证,筛选出杨属不同派的特异性引物序列,对杨属不同派间杂交子代进行真实性鉴别。【结果】将从美洲黑杨基因组设计的5000对InDel引物依次分别比对胡杨、山杨、小叶杨和大叶杨基因组,最后筛选出341对引物在上述5个种中是通用的。从不同染色体上共选取48对引物并合成,利用5个树种各1个DNA检测得到43对引物是通用的,其中19对引物在不同种中扩增条带单一且存在差异。利用自然群体混合DNA对试验验证的19对通用引物进行种间多态性和种内保守性检测,初步获得4对多态性引物。最后再用自然群体DNA对这4对引物进行扩增检测,发现引物Chr12_4341229和Chr13_10582756在美洲黑杨、小叶杨、山杨、大叶杨和胡杨中均只能扩增出一个位点,引物Chr12_4341229扩增条带分别为148、152、113、152和159 bp,引物Chr13_10582756扩增条带分别为140、144、116、140和159 bp。利用上述2对引物对小胡杨2号、黑胡杨和黑小杨进行鉴定,发现所有杂交子代个体均能检测它们2个亲本的特征带。引物Chr12_4341229和Chr13_10582756一起使用,可以用于美洲黑杨、小叶杨、山杨、大叶杨和胡杨任意组合杂交子代的真实性鉴别。【结论】本研究获得了杨属5个派间的5个种的特异性InDel引物2对,可以有效地进行杨属不同派5个种之间任意组合种间杂交子代的真实性鉴别,为进一步开展杨树派间杂交创制新种质提供了技术支持。