生菜鎘污染可見近紅外光譜在線分析模型構(gòu)建

摘要

一,、生菜鎘污染可見近紅外光譜在線分析模型構(gòu)建引言

隨著土壤重金屬污染問題日益突出，蔬菜作為人們?nèi)粘ｏ嬍持匾M成,，其重金屬污染狀況備受關(guān)注,。鎘具有強毒性，易在蔬菜中累積,，通過食物鏈威脅人體健康,。傳統(tǒng)鎘污染檢測方法（如原子吸收光譜法等）存在操作復(fù)雜、耗時久,、破壞樣品等不足,，難以滿足實時、在線監(jiān)測需求,?？梢?- 近紅外光譜技術(shù)（Vis - NIR）憑借快速、無損,、多組分同時檢測等優(yōu)勢,，在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力，構(gòu)建生菜鎘污染 Vis - NIR 在線分析模型意義重大,。

二,、材料與方法

（一）實驗材料

（二）光譜采集

（三）光譜預(yù)處理

為消除光譜采集過程中噪聲（如儀器噪聲,、環(huán)境干擾等 ）及基線漂移,、散射等影響，采用多種預(yù)處理方法,，如 Savitzky - Golay 平滑（SG）,、多元散射校正（MSC）、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變換（SNV）等,，對比不同預(yù)處理效果,，篩選預(yù)處理流程，提升光譜數(shù)據(jù)質(zhì)量,，為建模奠定基礎(chǔ),。

（四）模型構(gòu)建

1. 特征波長篩選：運用連續(xù)投影算法（SPA）、遺傳算法（GA）,、競爭自適應(yīng)重加權(quán)采樣（CARS）等方法,，從全波段光譜中篩選與生菜鎘污染特征緊密相關(guān)的特征波長,，降低模型計算復(fù)雜度,，提升模型泛化能力。

2. 建模算法選擇與優(yōu)化：采用偏最小二乘回歸（PLSR）,、支持向量機(jī)回歸（SVR）,、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）等算法構(gòu)建生菜鎘污染定量分析模型。對算法參數(shù)（如 PLSR 主成分?jǐn)?shù),、SVR 核函數(shù)及參數(shù),、ANN 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等 ）進(jìn)行優(yōu)化，通過交叉驗證（如 K - 折交叉驗證 ）評估模型性能,，確定模型,。

   
   

   

三、結(jié)果與分析

（一）光譜特征分析

（二）預(yù)處理效果

（三）特征波長篩選結(jié)果

（四）模型性能評估

四、討論

（一）光譜與鎘污染的內(nèi)在關(guān)聯(lián)

（二）在線分析模型的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

（三）模型應(yīng)用前景

五、結(jié)論

以象科技作為一家由西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊,、行業(yè)資深專家、光譜軟件算法團(tuán)隊以及光學(xué)應(yīng)用博士等多元專業(yè)力量共同發(fā)起創(chuàng)立的科技型企業(yè),，在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)出了非凡的潛力與強勁的實力,，正逐步成為行業(yè)內(nèi)的一顆璀璨新星。

其團(tuán)隊成員憑借深厚的學(xué)術(shù)造詣與豐富的實踐經(jīng)驗,，構(gòu)建起了一座堅實的技術(shù)堡壘,。西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊深入鉆研光學(xué)核心原理，在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計,、優(yōu)化以及創(chuàng)新方面持續(xù)發(fā)力,，致力于打造出具有性能與高精度的光學(xué)基礎(chǔ)架構(gòu)。行業(yè)資深專家則猶如敏銳的市場領(lǐng)航員,，他們憑借對行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)的精準(zhǔn)把握以及對市場需求變化的前瞻性洞察,，為公司的產(chǎn)品戰(zhàn)略布局指明方向，確保每一款產(chǎn)品都能精準(zhǔn)對接市場痛點,，在激烈的市場競爭中脫穎而出,。光學(xué)應(yīng)用博士則專注于探索光學(xué)技術(shù)在各個實際領(lǐng)域的落地應(yīng)用，他們深入挖掘產(chǎn)品在不同場景下的潛在用途,，從生物醫(yī)學(xué)到工業(yè)制造,，從環(huán)境監(jiān)測到農(nóng)業(yè)科技，不斷拓展產(chǎn)品的應(yīng)用邊界,，讓光學(xué)技術(shù)真正造福于人類社會的各個角落,。

在產(chǎn)品層面，以象科技目前已成功投產(chǎn)并推向市場的可見光,、近紅外,、短波中紅外高光譜相機(jī)，無疑是其技術(shù)實力的集中體現(xiàn),。這不僅為國內(nèi)相關(guān)行業(yè)提供了更為可靠,、性價比更高的光學(xué)設(shè)備選擇，還在一定程度上推動了我國光學(xué)技術(shù)自主創(chuàng)新的進(jìn)程,，提升了我國在全球光學(xué)產(chǎn)業(yè)價值鏈中的地位,。

此外，公司經(jīng)營的激光共聚焦,、激光散斑血流成像儀,、光譜儀等光學(xué)產(chǎn)品，也均在各自的領(lǐng)域內(nèi)展現(xiàn)出了的優(yōu)勢與性能,。激光共聚焦以其超高的分辨率和清晰的成像效果,，在生物醫(yī)學(xué)微觀成像領(lǐng)域成為科研人員探索生命奧秘的得力助手；激光散斑血流成像儀能夠精準(zhǔn)地監(jiān)測微循環(huán)血流變化,，為醫(yī)學(xué)臨床診斷和疾病研究提供了重要的參考依據(jù),；光譜儀則憑借其對物質(zhì)光譜特性的精確分析能力,，在材料成分分析、環(huán)境污染物監(jiān)測以及食品安全檢測等領(lǐng)域發(fā)揮著作用,。

以象科技秉持著集研發(fā),、生產(chǎn)、銷售于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈運營模式,，展現(xiàn)出了強大的綜合實力與協(xié)同效應(yīng),。其研發(fā)中心坐落于西安這充滿科技活力與創(chuàng)新氛圍的城市，依托當(dāng)?shù)刎S富的科研資源與人才優(yōu)勢,，持續(xù)不斷地投入大量資源進(jìn)行技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新,，為公司的產(chǎn)品迭代升級和技術(shù)突破提供了源源不斷的動力源泉。

與此同時,，公司精心構(gòu)建的銷售網(wǎng)絡(luò)如同一張緊密交織的大網(wǎng),，全面覆蓋全國各個地區(qū)，確保了產(chǎn)品能夠快速,、高效地觸達(dá)每一位客戶手中,。而完善的售后服務(wù)機(jī)構(gòu)則像是一位貼心的守護(hù)者，隨時為客戶提供多層次的技術(shù)支持與售后服務(wù)保障,，讓客戶在使用產(chǎn)品的過程中無后顧之憂,，進(jìn)一步增強了客戶對公司品牌的信任度與忠誠度。

以象科技憑借其團(tuán)隊,、創(chuàng)新的產(chǎn)品以及完善的運營模式,，在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域正穩(wěn)步前行，未來有望在國內(nèi)乃至全球市場上取得更為輝煌的成就,，為推動光學(xué)科技的進(jìn)步與應(yīng)用普及做出更多的貢獻(xiàn),。

以象科技由西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊，行業(yè)資深專家,，光譜軟件算法團(tuán)隊,，光學(xué)應(yīng)用博士等相關(guān)人員共同發(fā)起成立的科技型公司，目前投產(chǎn)市場可見光,、近紅外,、短波中紅外高光譜相機(jī)，實現(xiàn)國產(chǎn)化,，突破進(jìn)口技術(shù)壁壘,，打破進(jìn)口短波紅外高光譜相機(jī)的技術(shù)限制。

以象科技是一家集研發(fā),、生產(chǎn),、銷售于一體的科技型公司。目前經(jīng)營產(chǎn)品有激光共聚焦,，激光散斑血流成像儀,，光譜儀,，高光譜相機(jī)等光學(xué)產(chǎn)品,。研發(fā)中心設(shè)立于西安,，銷售網(wǎng)絡(luò)、完善售后服務(wù)機(jī)構(gòu)設(shè)立覆蓋全國,。

以象科技作為一家由西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊,、行業(yè)資深專家、光譜軟件算法團(tuán)隊以及光學(xué)應(yīng)用博士等多元專業(yè)力量共同發(fā)起創(chuàng)立的科技型企業(yè),，在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)出了非凡的潛力與強勁的實力,，正逐步成為行業(yè)內(nèi)的一顆璀璨新星。

其團(tuán)隊成員憑借深厚的學(xué)術(shù)造詣與豐富的實踐經(jīng)驗,，構(gòu)建起了一座堅實的技術(shù)堡壘,。西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊深入鉆研光學(xué)核心原理，在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計,、優(yōu)化以及創(chuàng)新方面持續(xù)發(fā)力,，致力于打造出具有性能與高精度的光學(xué)基礎(chǔ)架構(gòu)。行業(yè)資深專家則猶如敏銳的市場領(lǐng)航員,，他們憑借對行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)的精準(zhǔn)把握以及對市場需求變化的前瞻性洞察,，為公司的產(chǎn)品戰(zhàn)略布局指明方向，確保每一款產(chǎn)品都能精準(zhǔn)對接市場痛點,，在激烈的市場競爭中脫穎而出,。光學(xué)應(yīng)用博士則專注于探索光學(xué)技術(shù)在各個實際領(lǐng)域的落地應(yīng)用，他們深入挖掘產(chǎn)品在不同場景下的潛在用途,，從生物醫(yī)學(xué)到工業(yè)制造,，從環(huán)境監(jiān)測到農(nóng)業(yè)科技，不斷拓展產(chǎn)品的應(yīng)用邊界,，讓光學(xué)技術(shù)真正造福于人類社會的各個角落,。

在產(chǎn)品層面，以象科技目前已成功投產(chǎn)并推向市場的可見光,、近紅外,、短波中紅外高光譜相機(jī)，無疑是其技術(shù)實力的集中體現(xiàn),。這不僅為國內(nèi)相關(guān)行業(yè)提供了更為可靠,、性價比更高的光學(xué)設(shè)備選擇，還在一定程度上推動了我國光學(xué)技術(shù)自主創(chuàng)新的進(jìn)程,，提升了我國在全球光學(xué)產(chǎn)業(yè)價值鏈中的地位,。

此外，公司經(jīng)營的激光共聚焦,、激光散斑血流成像儀,、光譜儀等光學(xué)產(chǎn)品,，也均在各自的領(lǐng)域內(nèi)展現(xiàn)出了的優(yōu)勢與性能。激光共聚焦以其超高的分辨率和清晰的成像效果,，在生物醫(yī)學(xué)微觀成像領(lǐng)域成為科研人員探索生命奧秘的得力助手,；激光散斑血流成像儀能夠精準(zhǔn)地監(jiān)測微循環(huán)血流變化，為醫(yī)學(xué)臨床診斷和疾病研究提供了重要的參考依據(jù),；光譜儀則憑借其對物質(zhì)光譜特性的精確分析能力,，在材料成分分析、環(huán)境污染物監(jiān)測以及食品安全檢測等領(lǐng)域發(fā)揮著作用,。

以象科技秉持著集研發(fā),、生產(chǎn)、銷售于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈運營模式,，展現(xiàn)出了強大的綜合實力與協(xié)同效應(yīng),。其研發(fā)中心坐落于西安這充滿科技活力與創(chuàng)新氛圍的城市，依托當(dāng)?shù)刎S富的科研資源與人才優(yōu)勢,，持續(xù)不斷地投入大量資源進(jìn)行技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新,，為公司的產(chǎn)品迭代升級和技術(shù)突破提供了源源不斷的動力源泉。

與此同時,，公司精心構(gòu)建的銷售網(wǎng)絡(luò)如同一張緊密交織的大網(wǎng),，全面覆蓋全國各個地區(qū)，確保了產(chǎn)品能夠快速,、高效地觸達(dá)每一位客戶手中,。而完善的售后服務(wù)機(jī)構(gòu)則像是一位貼心的守護(hù)者，隨時為客戶提供多層次的技術(shù)支持與售后服務(wù)保障,，讓客戶在使用產(chǎn)品的過程中無后顧之憂,，進(jìn)一步增強了客戶對公司品牌的信任度與忠誠度。

以象科技憑借其團(tuán)隊,、創(chuàng)新的產(chǎn)品以及完善的運營模式,，在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域正穩(wěn)步前行，未來有望在國內(nèi)乃至全球市場上取得更為輝煌的成就,，為推動光學(xué)科技的進(jìn)步與應(yīng)用普及做出更多的貢獻(xiàn),。