生物氣溶膠主要由大氣中的細菌、病毒、塵螨等構成,是一種具有生命活性的特殊物質(zhì),主要分布于大氣對流層之中。生物氣溶膠在空氣中的擴散與傳播有可能造成人類之間、人類與動物之間的流行性疾病傳播,比非生物氣溶膠具有更大的危害。為了有效對大氣中的生物氣溶膠進行及時預警,需要對生物氣溶膠的種類進行鑒別,并對其濃度進行探測。激光雷達具有高時空分辨率的特點,加之激光與生物氣溶膠粒子的相互作用,使其成為大氣中生物氣氣溶膠觀測的重要手段之一。本文基于熒光光譜對大氣生物氣溶膠進行組分識別研究。通過紫外波段激光誘導（266 nm波長）激發(fā)生物氣溶膠中含有的有機生物成分,得到熒光光譜有效信息,實現(xiàn)對大氣中生物氣溶膠主要成分的識別。由于不同種類的生物氣溶膠粒子具有不同特性的熒光光譜,被激發(fā)的生物氣溶膠粒子特征峰的范圍不同,可以作為成分識別的基礎。基于大氣回波光譜,論文提出了一種具有盲源分離功能的獨立成分分析算法,實現(xiàn)噪聲去除、基線漂移校正、拉曼回波光譜分離等預處理,從而得到混合熒光光譜信息。將提取后的拉曼光譜,混合熒光光譜與原始光譜進行了對比,證明了獨立成分分析算法可以有效提取混合熒光光譜。本文利用遺傳算法對混合熒... 

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題主要研究工作
2 激光誘導熒光機理
    2.1 熒光效應
    2.2 激光誘導熒光光譜
    2.3 常見的生物氣溶膠粒子熒光光譜
    2.4 本章小結
3 熒光光譜預處理
    3.1 光譜去噪
    3.2 獨立成分分析
        3.2.1 ICA概述
        3.2.2 獨立分量分析理論基礎
        3.2.3 獨立分量分析流程
    3.3 光譜處理
        3.3.1 提取拉曼信號
        3.3.2 提取混合熒光信號
        3.3.3 結果與分析
    3.4 本章小結
4 熒光光譜識別
    4.1 遺傳算法理論
    4.2 算法設計
        4.2.1 編碼和數(shù)據(jù)初始化
        4.2.2 遺傳操作
        4.2.3 基本流程
    4.3 已知種類濃度識別
    4.4 未知種類濃度識別
    4.5 優(yōu)化算法
        4.5.1 種群規(guī)模分析
        4.5.2 收斂條件的影響
        4.5.3 變異率的影響
    4.6 本章小結
5 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間主要研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]不同紫外波段激發(fā)生物氣溶膠熒光雷達系統(tǒng)性能分析[J]. 王強,何廷堯,華燈鑫.  光子學報. 2017(12)
[2]熒光激光雷達技術探測水面油污染系統(tǒng)仿真研究[J]. 景敏,華燈鑫,樂靜.  物理學報. 2016(07)
[3]生物戰(zhàn)劑/氣溶膠探測和識別系統(tǒng)綜述[J]. 楊輝,宗軍君,薛向鋒,侯智斌.  艦船電子工程. 2015(01)
[4]基于本征熒光測量的雙通道生物氣溶膠檢測技術研究[J]. 徐傲,熊超,張佩,廖小情,楊巍,趙永凱,黃惠杰.  光學學報. 2013(08)
[5]亞非地區(qū)沙塵和生物氣溶膠影響美國西部濕沉降[J]. 鄧彥閣.  中國環(huán)境科學. 2013(05)
[6]基于獨立分量分析的混疊跳頻信號分離算法[J]. 陳超,高憲軍,李德鑫.  吉林大學學報(信息科學版). 2008(04)
[7]獨立分量分析及其在核探測信號預處理中的應用[J]. 鄒永祥,吳建平.  物探化探計算技術. 2008(04)
[8]遺傳算法用于多組分拉曼光譜定量分析的研究[J]. 陳柳,張國平,周偉.  光學與光電技術. 2008(03)
[9]基于獨立分量分析的單通道語音降噪算法研究[J]. 周成,劉釗.  激光與紅外. 2005(05)
[10]毛細管電泳聯(lián)合激光誘導熒光技術檢測結直腸癌hMLH1基因突變[J]. 陸愛國,馮波,鄭民華,許國旺.  臨床檢驗雜志. 2005(01)

博士論文
[1]基于盲源分離的智能圖像處理技術研究[D]. 康志龍.河北工業(yè)大學 2017
[2]集群式生物氣溶膠監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡關鍵技術研究[D]. 單超.中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院 2015
[3]時域熒光擴散光層析的基本理論與實驗研究[D]. 張麗敏.天津大學 2009
[4]戰(zhàn)時不確定性運輸路徑優(yōu)化研究[D]. 石玉峰.西南交通大學 2006

碩士論文
[1]熒光激光雷達大氣生物氣溶膠探測數(shù)據(jù)反演方法研究[D]. 陳穎穎.西安理工大學 2019
[2]激光誘導熒光探測氣溶膠裝置的研制及實驗研究[D]. 白同正.中國科學技術大學 2017
[3]基于雙波長激發(fā)熒光光譜的花粉分類研究[D]. 朱江峰.浙江大學 2017
[4]基于盲源分離算法的過程監(jiān)測方法研究[D]. 楊笑天.東北大學 2015
[5]青島地區(qū)生物氣溶膠中微生物活性研究[D]. 邵倩.中國海洋大學 2013
[6]FastICA算法研究及其在語音信號分離中的應用[D]. 張杰.湖南師范大學 2013
[7]大型模鍛壓機試驗平臺電控系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 陳炘.重慶大學 2012
[8]機器人規(guī)劃與智能控制的研究及其仿真[D]. 李濤.安徽理工大學 2009
[9]基于獨立分量的胎兒心電信號提取[D]. 柴晶.鄭州大學 2009
[10]Fast-ICA模型及其在高光譜遙感污染弱信息分離中的應用[D]. 王小冬.中國地質(zhì)大學（北京） 2009



本文編號：3731445