精準(zhǔn)施肥是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的核心研究?jī)?nèi)容之一,而土壤養(yǎng)分元素含量的快速準(zhǔn)確獲取是精準(zhǔn)施肥的關(guān)鍵。目前,土壤養(yǎng)分的檢測(cè)以農(nóng)田采樣、實(shí)驗(yàn)室預(yù)處理、檢測(cè)為主,不能滿足快速獲取的需求,因此,需要發(fā)展一種能夠?qū)崟r(shí)快速分析土壤養(yǎng)分的檢測(cè)技術(shù)。激光誘導(dǎo)擊穿光譜（Laser-induced Breakdown Spectroscopy:LIBS）技術(shù)具有無(wú)需樣品預(yù)處理、檢測(cè)時(shí)間短、多種元素同時(shí)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn),該技術(shù)在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,在土壤養(yǎng)分與重金屬檢測(cè)方面國(guó)內(nèi)外也開展了相關(guān)工作。采用該技術(shù)檢測(cè)土壤養(yǎng)分元素含量,能夠?yàn)榫珳?zhǔn)施肥提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本文在實(shí)驗(yàn)室所搭建的LIBS系統(tǒng)上,以龍亢農(nóng)場(chǎng)采集的土壤樣本為研究對(duì)象,研究了土壤中部分養(yǎng)分元素的LIBS定量分析方法。以土壤中鎂元素（Mg）的LIBS定量分析為例,分別建立了土壤中鎂元素的雙譜線定標(biāo)曲線和支持向量機(jī)回歸（SVR）定量分析模型。由于LIBS定量分析易受到基體效應(yīng)、自吸收效應(yīng)、系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)境噪聲等干擾因素的影響,使用單條特征譜線進(jìn)行元素濃度定量分析時(shí),準(zhǔn)確度不高。本文為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確度,選用鎂元素的原子、離子特征譜線作為分析線,依據(jù)兩條特征譜線強(qiáng)度的線... 

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要工作
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 LIBS理論基礎(chǔ)和土壤光譜數(shù)據(jù)獲取
    2.1 LIBS分析原理
        2.1.1 原子發(fā)射光譜分析方法
        2.1.2 LIBS基本原理
        2.1.3 激光誘導(dǎo)擊穿光譜自吸收效應(yīng)
        2.1.4 特征譜線的選取原則
        2.1.5 土壤養(yǎng)分LIBS定量分析
    2.2 土壤LIBS光譜數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)獲取
        2.2.1 土壤樣本的采集與制備
        2.2.2 LIBS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)條件
    2.3 土壤樣本中養(yǎng)分元素含量的測(cè)定
第3章 土壤養(yǎng)分LIBS定量分析研究
    3.1 LIBS定量分析方法與評(píng)價(jià)指標(biāo)
        3.1.1 LIBS定量分析方法介紹
        3.1.2 常用評(píng)價(jià)指標(biāo)
    3.2 雙譜線定標(biāo)曲線
    3.3 SVR方法理論基礎(chǔ)
        3.3.1 SVM方法概述
        3.3.2 SVR算法原理
    3.4 SVR定量分析模型
        3.4.1 光譜特征向量的選取
        3.4.2 樣本劃分
        3.4.3 歸一化
        3.4.4 模型選擇
        3.4.5 參數(shù)尋優(yōu)過(guò)程與結(jié)果
        3.4.6 SVR定量分析模型預(yù)測(cè)效果
第4章 LIBS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制軟件開發(fā)
    4.1 LIBS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)介紹
    4.2 LIBS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制軟件總體設(shè)計(jì)
        4.2.1 軟件功能簡(jiǎn)介
        4.2.2 軟件主界面設(shè)計(jì)
    4.3 光譜儀相關(guān)軟件設(shè)計(jì)
        4.3.1 Windows消息簡(jiǎn)介
        4.3.2 光譜儀設(shè)備檢測(cè)
        4.3.3 光譜儀參數(shù)設(shè)置界面
        4.3.4 光譜數(shù)據(jù)獲取
        4.3.5 光譜數(shù)據(jù)展示
        4.3.6 光譜數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
    4.4 激光器相關(guān)軟件設(shè)計(jì)
        4.4.1 激光器參數(shù)設(shè)置界面
        4.4.2 激光器工作模式設(shè)計(jì)
    4.5 步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)相關(guān)軟件設(shè)計(jì)
        4.5.1 步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)硬件組成簡(jiǎn)介
        4.5.2 步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)行模式配置界面
        4.5.3 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制
        4.5.4 步進(jìn)電機(jī)控制命令格式設(shè)計(jì)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]激光誘導(dǎo)擊穿光譜結(jié)合雙譜線特征定量分析土壤中鎂[J]. 欒亞閣,魯翠萍,胡海瀛,汪六三,張正勇,劉洋,林志丹,宋良圖,王儒敬.  應(yīng)用激光. 2015(06)
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[4]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜的土壤鉀素檢測(cè)[J]. 張俊寧,方憲法,張小超,苑嚴(yán)偉,周利明,吳海華.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2014(10)
[5]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜的合金鋼組分偏最小二乘法定量分析[J]. 叢智博,孫蘭香,辛勇,李洋,齊立峰,楊志家.  光譜學(xué)與光譜分析. 2014(02)
[6]我國(guó)化肥施用量持續(xù)增長(zhǎng)的原因分解及趨勢(shì)預(yù)測(cè)[J]. 欒江,仇煥廣,井月,廖紹攀,韓煒.  自然資源學(xué)報(bào). 2013(11)
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[9]Analysis of total nitrogen and total phosphorus in soil using laser-induced breakdown spectroscopy[J]. 魯翠萍,汪六三,胡海瀛,莊重,汪玉冰,王儒敬,宋良圖.  Chinese Optics Letters. 2013(05)
[10]基于雙緩沖技術(shù)的GDI+無(wú)閃爍繪圖[J]. 江建國(guó),溫少營(yíng),張瑞楠.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2012(S2)

博士論文
[1]支持向量機(jī)學(xué)習(xí)算法若干問(wèn)題的研究[D]. 常甜甜.西安電子科技大學(xué) 2010

碩士論文
[1]支持向量機(jī)中Sigmoid核函數(shù)的研究[D]. 劉明.西安電子科技大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3699468