基于非接觸式電導信號的土壤速效鉀含量檢測方法
發(fā)布時間:2021-06-20 15:44
該文針對土壤中速效鉀含量采用傳統(tǒng)測定法操作復雜、檢測時效滯后的問題,建立了基于非接觸式電導檢測信號快速檢測土壤速效鉀含量的分析方法。采用高效毛細管電泳/非接觸式電導檢測儀獲取河南潮土的非接觸式電導檢測信號,并使用導數(shù)法與高斯曲線擬合法相結合進行初步峰譜識別,按條件進行峰值過濾后,引入基于Levenberg-Marquardt(L-M)的高斯分峰擬合算法,實現(xiàn)了單峰和重疊峰的擬合計算,得到高斯峰和相應的特征參數(shù),包括峰位、峰高、半峰寬和峰面積;最后將擬合得到的高斯峰及相應的特征參數(shù)表征原始非接觸式電導檢測信號離子峰譜信息結合偏最小二乘法(PLS),確定特征參數(shù)與土壤速效鉀含量的關系,建立模型,實現(xiàn)了對土壤中速效鉀含量的預測。結果表明,將基于L-M的高斯分峰擬合算法結合偏最小二乘法應用于非接觸式電導檢測信號測定土壤速效鉀含量時具有較高精度,回歸模型決定系數(shù)(R2)為0.856 4,相對分析誤差(RPD)為2.639,適用于土壤速效鉀的快速檢測分析。
【文章來源】:分析測試學報. 2020,39(07)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
非接觸式電導檢測信號峰及其一階、二階導數(shù)
考慮到實際獲取的檢測信號中混有噪聲,因此在模擬得到的峰譜圖中加入高斯白噪聲。最終得到含噪非接觸式電導信號函數(shù)模型:Y(t)=y(t)+noise(t) (5)
重疊峰常由一個弱峰和一個強峰組成,將具有不同特征參數(shù)的理想仿真信號疊加,得到仿真重疊峰譜信號。保持弱峰各參數(shù)不變,通過改變強峰的峰位,可得到不同分離度下的重疊峰譜圖(圖3)。使用本算法對仿真重疊峰譜數(shù)據(jù)進行驗證,經(jīng)50次迭代后,可獲得圖3的擬合峰譜,表3為仿真峰譜的設定參數(shù)值、導數(shù)法結合高斯擬合法尋峰獲得的初始參數(shù)值以及經(jīng)L-M算法擬合后的擬合參數(shù)值。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]華南地區(qū)土壤全鉀含量高光譜反演模型研究[J]. 彭一平,劉振華,王璐,趙理,胡月明. 西南農業(yè)學報. 2019(10)
[2]土壤鉀離子非接觸電導檢測裝置設計與試驗[J]. 張俊卿,高鈞,陳翔宇,王儒敬,張正勇,魏圓圓. 農業(yè)機械學報. 2018(S1)
[3]黃綿土鉀含量高光譜估算模型研究[J]. 劉秀英,石兆勇,常慶瑞,劉晨洲,黃明,古星. 土壤學報. 2018(02)
[4]微流控芯片非接觸電導法測定藥品中的精氨酸布洛芬含量[J]. ALAA ALHAKIMI,陳纘光. 分析測試學報. 2017(09)
[5]微流控芯片非接觸電導檢測法快速測定鹽酸克林霉素的含量[J]. 童艷麗,翟海云,劉翠,梅華清,潘育方,陳纘光. 分析測試學報. 2016(07)
[6]近紅外光譜技術結合遞歸偏最小二乘算法對土壤速效磷與速效鉀含量測定研究[J]. 賈生堯,楊祥龍,李光,張建明. 光譜學與光譜分析. 2015(09)
[7]南方丘陵稻田土壤全鉀和速效鉀高光譜特征與反演模型研究[J]. 葉英聰,張麗君,謝文,謝碧裕,郭熙. 廣東農業(yè)科學. 2015(07)
[8]基于直接正交信號校正的土壤磷和鉀VNIR測定研究[J]. 胡國田,何東健,Kenneth A Sudduth. 農業(yè)機械學報. 2015(07)
[9]基于LS-SVM建模方法近紅外光譜檢測土壤速效N和速效K的研究[J]. 劉雪梅,柳建設. 光譜學與光譜分析. 2012(11)
[10]土壤鉀含量高光譜定量反演研究[J]. 胡芳,藺啟忠,王欽軍,王亞軍. 國土資源遙感. 2012(04)
本文編號:3239479
【文章來源】:分析測試學報. 2020,39(07)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
非接觸式電導檢測信號峰及其一階、二階導數(shù)
考慮到實際獲取的檢測信號中混有噪聲,因此在模擬得到的峰譜圖中加入高斯白噪聲。最終得到含噪非接觸式電導信號函數(shù)模型:Y(t)=y(t)+noise(t) (5)
重疊峰常由一個弱峰和一個強峰組成,將具有不同特征參數(shù)的理想仿真信號疊加,得到仿真重疊峰譜信號。保持弱峰各參數(shù)不變,通過改變強峰的峰位,可得到不同分離度下的重疊峰譜圖(圖3)。使用本算法對仿真重疊峰譜數(shù)據(jù)進行驗證,經(jīng)50次迭代后,可獲得圖3的擬合峰譜,表3為仿真峰譜的設定參數(shù)值、導數(shù)法結合高斯擬合法尋峰獲得的初始參數(shù)值以及經(jīng)L-M算法擬合后的擬合參數(shù)值。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]華南地區(qū)土壤全鉀含量高光譜反演模型研究[J]. 彭一平,劉振華,王璐,趙理,胡月明. 西南農業(yè)學報. 2019(10)
[2]土壤鉀離子非接觸電導檢測裝置設計與試驗[J]. 張俊卿,高鈞,陳翔宇,王儒敬,張正勇,魏圓圓. 農業(yè)機械學報. 2018(S1)
[3]黃綿土鉀含量高光譜估算模型研究[J]. 劉秀英,石兆勇,常慶瑞,劉晨洲,黃明,古星. 土壤學報. 2018(02)
[4]微流控芯片非接觸電導法測定藥品中的精氨酸布洛芬含量[J]. ALAA ALHAKIMI,陳纘光. 分析測試學報. 2017(09)
[5]微流控芯片非接觸電導檢測法快速測定鹽酸克林霉素的含量[J]. 童艷麗,翟海云,劉翠,梅華清,潘育方,陳纘光. 分析測試學報. 2016(07)
[6]近紅外光譜技術結合遞歸偏最小二乘算法對土壤速效磷與速效鉀含量測定研究[J]. 賈生堯,楊祥龍,李光,張建明. 光譜學與光譜分析. 2015(09)
[7]南方丘陵稻田土壤全鉀和速效鉀高光譜特征與反演模型研究[J]. 葉英聰,張麗君,謝文,謝碧裕,郭熙. 廣東農業(yè)科學. 2015(07)
[8]基于直接正交信號校正的土壤磷和鉀VNIR測定研究[J]. 胡國田,何東健,Kenneth A Sudduth. 農業(yè)機械學報. 2015(07)
[9]基于LS-SVM建模方法近紅外光譜檢測土壤速效N和速效K的研究[J]. 劉雪梅,柳建設. 光譜學與光譜分析. 2012(11)
[10]土壤鉀含量高光譜定量反演研究[J]. 胡芳,藺啟忠,王欽軍,王亞軍. 國土資源遙感. 2012(04)
本文編號:3239479
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