基于Adaptive Elastic Net方法的近红外光谱建模技术

摘要：

当近红外光谱信息远远大于样本量时,对光谱信息进行自动变量选择进而建立光谱与微量成分含量之间的稀疏线性模型重要且具有挑战性.针对聚苯醚生产过程中微量成分邻甲酚难以测量的问题,将变量选择方法Adaptive Elastic Net用于建立近红外光谱与邻甲酚含量之间的定量校正模型,并将其模型性能与ElasticNet方法进行对比.在变量数目远远大于样本量的情形下,ElasticNet方法虽可以实现变量选择,但由于其系数估计不具备Oracle性质,使得模型的可解释性和预测精度受到影响,而Adaptive Elastic Net方法通过对L1惩罚项施加自适应权重从而很好的解决了上述问题并提高了模型性能.为了验证Adaptive Elastic Net方法的模型性能指标,用最终被选中的自变量数目来评价模型复杂度;利用复相关系数R2来评价模型的可解释性,利用平均相对预测误差M RPE(mean relative prediction error )和预测相关系数 Rp 来评价模型的预测精度. Elastic Net方法建立的模型性能指标为:NSIV＝529 , R2 ＝0.96 ,M RPE＝3. 22%,Rp＝0.97 ;Adaptive Elastic Net方法的性能指标为:NSIV＝139 ,R2 ＝0.99 ,M RPE＝2.00%,Rp＝0.99 .结果表明:Adaptive Elastic Net所建立模型的性能指标优于Elastic Net方法,可以得到更加简单且具有较强可解释性和较高预测精度的稀疏线性模型.

关键词：近红外光谱、Adaptive Elastic Net、可解释性、预测精度

所属期刊栏目：39

分类号：O657.3(分析化学)

资助基金：Foundation item :Supported by National Natural Science Foundation of China 61473137 ,61722306

在线出版日期：2019-12-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：319-324