多光谱融合的海洋沉积物碳含量检测

摘要：

海洋沉积物中碳的变化是衔接海洋生态系统的过去与未来的信息桥梁,揭示了海洋生态过程变化规律.因此开展海洋沉积物碳含量的研究,对掌握海洋生态系统碳循环规律,研究全球碳循环,研究对气候变化的响应和反馈有着重要的作用.光谱技术是一种快速、无损的测量方法,在定量分析中已有很成熟的应用.多光谱融合通过将多个光谱数据结合一起,获得比单一光谱更丰富的信息,有利于物质的分析研究.将多光谱融合应用于海洋沉积物碳含量的研究,以青岛海洋潮间161份沉积物为样品,分别采用海洋光学QE65000光谱仪(光谱仪1)和AVANTES光纤光谱仪AvaSpec-ULS2048(光谱仪2)采集沉积物可见-近红外光谱.将两种光谱仪的光谱进行多光谱融合,分别采用偏最小二乘回归算法(PLSR)和BP神经网络算法(BPNN)建立沉积物碳含量模型.在PLSR沉积物碳含量建模结果中,多融合光谱结果优于光谱仪2,略低于光谱仪1,RPD值为1.968;在BPNN沉积物碳含量建模结果中,多融合光谱结果优于两个单光谱仪,RPD值为2.235.将多光谱融合后的光谱划分多个波段,分别建立沉积物碳含量模型,寻找沉积物碳的特征波段.通过分析多光谱融合各波段模型结果,560～790 nm的建模效果最好,R2c为0.949,RMSEC为0.550,R2p为0.874,RMSEP为0.733,RPD值为2.823.预测效果相较于光谱仪1、光谱仪2、多光谱融合全波段都有了显著的提高.因此采用多融合光谱特征波段建立海洋沉积物碳含量模型,能够提高海洋沉积物碳含量的预测结果,建立准确度更高的沉积物碳模型,为沉积物碳的快速测定打下基础.

关键词：海洋沉积物、多光谱融合、碳、光谱技术

所属期刊栏目：41

分类号：O657.3(分析化学)

资助基金：国家自然科学基金项目;山东省自然科学基金项目

在线出版日期：2021-09-18（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：2898-2903