光谱学与光谱分析

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2025年 45卷 02期刊出日期：2025-02-01

论文

论文

	301	振动光谱技术在鱼油品质检测中的应用研究进展
		马湖伊杉^1，2，潘南²，林振宇³，陈晓婷²，吴靖娜⁴，张芳^1，刘智禹^2
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0301-11
		鱼油富含二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）等ω-3多不饱和脂肪酸，对心血管疾病防治具有积极作用，其功效与品质直接关联。随着消费者对鱼油质量安全需求的日趋增长，快速检测技术的发展与应用对鱼油生产过程监控及其产品品质保障具有重要意义。光谱与物质的组成及含量密切相关，通过分析物质的光谱特征，获取能够反映其分子结构的信息，从而实现对化合物的定性、定量检测。相比传统化学检测方法，光谱技术具有高效、无损、无需过多前处理及绿色环保等优势，在鱼油品质检测方面具有一定的应用及开发前景。文章阐述了近红外、中红外和拉曼光谱技术及其在鱼油品质检测中的应用原理，归纳了建立光谱预测模型的常规步骤，介绍了几种用于光谱信息预处理、模型校正的化学计量学方法，梳理了近年来国内外基于这三种光谱技术在鱼油营养成分（脂肪酸、磷脂、虾青素等）、理化指标（酸价、过氧化值、碘值等）和掺假分析等品质检测方面的应用研究，并探讨了现代化光谱技术结合化学计量学在鱼油品质快速无损检测的应用前景及存在问题，以期实现从实验室研究扩展到实际生产检测，从而促进我国鱼油产业的健康发展。
		2025 Vol. 45 (02): 301-311 [摘要] ( 68 ) RICH HTML PDF (3617 KB) ( 68 )

	312	用于印刷品的宽幅面高光谱颜色测量系统研究
		陈静雪^1，2，魏愉城³，周建康^1，2*，朱嘉诚^1，2，沈为民^1，2
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0312-10
		光照环境变化、印刷材质差异、相机彩色滤光片曲线或色彩响应偏差容易影响相机检测印刷色度测量值，而高光谱成像仪可获取物体的自身反射率曲线并配合色度算法有效提升色度测量的准确性，并可得到各种光照环境条件下的色度值。基于印刷品色差检测需求，提出以印刷品三原色混合反射率为基础建立成像色度测量系统各指标的三刺激值影响分析模型，重要指标有信噪比、光谱分辨率、谱线弯曲、色畸变等。为降低非均匀性、噪声及辐射标准传递影响，摒弃传统成像光谱仪相对辐射定标、绝对辐射定标而采用均匀间隔分布的标准漫反射板来直接建立物体反射率和仪器探测器像元响应的物理关系。基于Offner型分光组件研制了推扫式宽幅色度成像装置（PBCID），具有低谱线弯曲和色畸变的分光组件减免了校正处理，并由分析模型和CIEDE2000色差公式得到该装置各指标引起的色差均小于0.3。对比PBCID和参照仪器CM-700d测量24色标准色卡的颜色结果，光谱精度和色度精度能够达到分辨精细印刷品色差的要求。反射率定标后狭缝视场内光谱辐射响应均匀，色度测量均匀性良好，最大色差为1.02。不同光源照明时PBCID测得各色块的平均色差为1.56，表明使用研制的PBCID测量颜色时不受光源的影响。本文提出的色度测量仪器指标影响分析模型和基于反射率板的定标流程为开发在线式宽幅成像色度仪器提供了设计依据和技术基础。
		2025 Vol. 45 (02): 312-321 [摘要] ( 43 ) RICH HTML PDF (20655 KB) ( 27 )

	322	基于BOA-FRNN光谱模型的彩绘颜料浓度预测研究
		刘振¹，樊硕^2*，刘思鲁²，赵安然²，刘莉³
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0322-10
		近年来，加大文物和文化遗产保护力度，加强历史文化保护传承已上升为国家战略。彩绘文物在人类活动、风沙侵蚀以及光照损伤等各种病害的影响下，文物颜料普遍出现了不同程度褪色、变色、老化、脱落丢失等病害，以致现在很难看到彩绘壁画本来的面目，数字化保护与修复成为传承彩绘文物的重要手段。本研究以颜色指纹的光谱反射率为基础，将颜料成分变化外在表现的光谱反射率作为切入点，采用数字化手段对彩绘颜料进行浓度映射。为了实现对彩绘中矿物颜料浓度快速、精确的识别，基于贝叶斯优化算法（BOA）寻找前馈回归神经网络（FRNN）的最佳超参数并构建BOA-FRNN光谱模型实现颜料成分及浓度分布图谱的预测。首先，以中国传统彩绘技法制备不同浓度梯尺的敦煌矿物颜料色卡，并利用Ci64UV积分球式分光光度计获取色卡的可见光波段光谱反射率及色度信息；其次，基于测量数据，构建颜料光谱反射率、色度值、浓度值、颜料粒径、颜料成分的关联数据库；最后，通过双常数Kubelka-Munk模型、BP网络模型、支持向量机（SVM）回归算法、FRNN网络模型和BOA优化SVM对颜料浓度进行预测并比较预测结果，为了提高颜料浓度的预测精度和模型稳定性，提出利用BOA对FRNN的网络结构、激活函数和正则化强度进行优化，以均方根误差（RMSE）作为适应度函数，通过迭代选择最优的回归参数训练模型。实验数据表明本文提出的BOA-FRNN模型精度最高，模型测试集的均方根误差RMSE为1.805%，决定系数为99.55%。结果表明：基于敦煌颜料颜色数据库能够更加准确、快捷地选取所需光谱反射率，从而提高模型效率，简化了算法复杂度；BOA寻找FRNN的最佳超参数，通过迭代更新超参数最优位置，可以快速得到全局最优解，与K-M、BP、SVM、FRNN和BOA-SVM等模型相比，矿物颜料浓度的预测准确度和模型稳定性都得到了明显提高，满足了对颜料映射的精确度要求，是快速实现颜料映射的一个可行新方法。
		2025 Vol. 45 (02): 322-331 [摘要] ( 46 ) RICH HTML PDF (28551 KB) ( 15 )

	332	激光拉曼技术对二甲苯分子光谱性质研究
		高文汉¹，蔡玉垚¹，韩博元¹，冯骏¹，刘玉柱^1，2*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0332-05
		二甲苯是大气污染的重要组成之一，其排放量随工业的迅速发展而急速上升。如何分辨二甲苯的三种同分异构体成为环境的检测要点。采用拉曼散射理论对二甲苯的三种同分异构体进行拉曼光谱探测实验，对其拉曼光谱进行分析以辨认二甲苯的同分异构体。探测系统为一台自行研制的拉曼光谱仪组成。采用单电子近似理论从头算法在HF/6-31+的基组上得到优化后的分子结构模型，以模型计算得到二甲苯的三种同分异构体的拉曼光谱，结合Gaussview 5.0软件，对二甲苯的三种同分异构体的特征峰振动做归属，实现二甲苯同分异构体的快速分辨。通过自行研制拉曼光谱仪开展二甲苯的特性研究，为二甲苯同分异构体鉴别提供了可靠依据。
		2025 Vol. 45 (02): 332-336 [摘要] ( 42 ) RICH HTML PDF (2778 KB) ( 42 )

	337	基于密度泛函理论的蒽醌太赫兹吸收光谱模拟
		张同军，郝建军
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0337-07
		蒽醌是一种平面结构的具有大环共扼体系的有机化合物，在染料、造纸、生物和医药等众多行业有着广泛的应用。为研究蒽醌在太赫兹频段的特征吸收和其分子晶体结构之间的关系，基于密度泛函理论（DFT）并利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对蒽醌晶体的太赫兹吸收谱进行了理论模拟和实验研究。首先利用THz-TDS系统测量了室温下蒽醌晶体在0.5～3.0 THz频段的特征吸收谱，发现蒽醌晶体在该频段内有6个明显的特征吸收峰，分别位于0.95，1.05，2.09，2.25，2.49和2.78 THz处。为深入解析蒽醌在太赫兹频段实验特征谱的产生机理，基于密度泛函理论分别对蒽醌单分子模型和晶胞模型进行了理论模拟计算。使用Gaussian09软件对蒽醌单分子模型进行的理论计算，采用了基于DFT的B3LYP杂化泛函方法和6-311G（d, p）基组，几何结构优化和振动频率计算在相同水平上进行，模拟计算结果与实验测量数据存在明显的差异，说明单分子模拟存在一定的局限性。使用MS8.0软件包中适合计算周期性结构的CASTEP模块对蒽醌晶胞模型进行理论计算, 采用了基于平面波赝势和广义梯度近似(GGA)的PBE、PW91，WC，PBEsol和RPBE五种交换相关泛函，几何结构优化和晶格动力学计算在相同水平上进行。将蒽醌单分子和晶胞的理论模拟结构参数(键长、键角)分别与其X射线衍射实验测量的结构参数进行了详细的比较分析，发现基于PBE方法获得的固态仿真结果中分子的结构参数与X射线衍射实验数据的一致性最好。同时用PBE和RPBE方法获得的理论仿真谱与实验吸收谱比较吻合。因此，基于PBE和RPBE的计算结果对实验特征吸收峰进行了振动模式指认。研究结果表明，蒽醌晶体在太赫兹频段的特征吸收主要来源于晶体中由C—H…O分子内氢键主导的蒽醌环和苯环基团的整体振动以及由分子间弱相互作用引发的集体振动模式。
		2025 Vol. 45 (02): 337-343 [摘要] ( 31 ) RICH HTML PDF (5263 KB) ( 15 )

	344	基于负集加权迭代修正最小二乘拟合原理的快速自适应拉曼光谱基线校正算法
		徐嘉阳¹，蒙思宇²，张志伟²，陈弘毅²，马玉婷²，王策²，齐向东²，胡慧杰^2，宋一之^2
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0344-07
		拉曼光谱是无损光谱分析技术，通过分析散射光的频率变化获取物质的分子结构信息。基线校正是提升光谱数据质量的关键步骤，可以去除背景信号和不相关噪声，凸显并纯化目标信号。传统的拉曼光谱技术对基线校正的时效性要求不高，但随着流式拉曼和内窥拉曼等需要实时处理光谱数据的应用场景增多，基线校正在速度和准确性要求也随之提高。传统的迭代多项式拟合和小波变换方法在时间、精度或自适应能力上存在不足。本研究开发了一种基于负集加权迭代修正最小二乘原理的快速自适应基线校正算法（MWIALS）。主要原理是提取负数集并赋予更高权重，在迭代过程中不断修正基线，并通过设置参数阈值以跳出循环，实现快速准确的基线校正。提出两种参数选择策略：固定参数（FMWIALS）适用于批量同类型光谱的快速处理，自适应（AMWIALS）适用于差异化光谱的自适应处理。该算法应用于颗粒物的流式拉曼光谱分析。结果表明，与其他主流算法相比，MWIALS在实际光谱处理上显著高效（平均处理时长47 ms·谱^-1），具有较高的准确性和自适应性。该算法能够满足流式拉曼和内窥拉曼等生物样本检测中实时光谱处理的需求，为拉曼光谱技术的进一步应用提供了强有力的支持。
		2025 Vol. 45 (02): 344-350 [摘要] ( 43 ) RICH HTML PDF (11266 KB) ( 30 )

	351	基于降采样的光谱基线校正方法
		胡颖惠¹，曹政¹，傅海军^1*，戴继生²
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0351-07
		基线漂移现象普遍存在于光谱数据的采集过程中，基线校正是对抗基线漂移干扰的重要手段。基于稀疏表示的基线校正方法能取得较好的光谱预处理目标，但在应用于高维度光谱基线校正时，计算复杂度极大，实效性差；且在纯光谱稀疏结构上的利用度不足，性能有待进一步提升。为充分利用稀疏结构并显著降低计算复杂度，提出了一种基于降采样的光谱基线校正方法。通过降采样策略构造一个多快拍并附加相关矩阵的稀疏恢复模型，在降低光谱数据维度的同时，确保各降采样快拍具有共同稀疏性和空间相关性。随后，在变分贝叶斯推理（VBI）框架中引入独立向量分解模式，利用向量乘积的数学变换技巧，自适应解耦多快拍间的空间相关性，进而分别推断出各快拍对应的贝叶斯最优稀疏解。此外，采用网格细化技术处理离网间隙，进一步提升了基线校正性能。模拟和真实数据集上的实验结果验证了所提方法的优越性。
		2025 Vol. 45 (02): 351-357 [摘要] ( 41 ) RICH HTML PDF (4805 KB) ( 24 )

	358	基于中红外吸收光谱的痕量水汽在线测量
		钟翔雨，史青^*，张步强，张宇露，刘晓英，蒙瑰，牛慧文，邵文博，周建发
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0358-06
		痕量水汽检测在半导体芯片制造、大气模型研究、高纯气体制备等方面发挥重要作用。针对痕量水汽浓度的精确、快速测量的需求，提出基于5 020 nm中红外激光器的可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术对高纯氮气中的痕量水汽进行实时在线测量的方案。气体在中红外波段具有高选择性和吸收能力的特点，在此波段进行痕量水汽检测具有选择性好、灵敏度高、响应时间短等优点。根据HITRAN数据库中光谱参数对水汽吸收谱线进行仿真，仿真结果表明H₂O在5 020.36 nm处有强吸收，且无其他气体干扰，选取该谱线对高纯氮气中的水汽吸收进行研究。选用5 020 nm中心波长的带间级联激光器(ICL)作为光源搭建TDLAS实验系统。激光器输出激光分为两路，一路作为参考光路，用于获得吸收池外的背景水汽吸收，另一路为测量光路，通过Herriott吸收池获得待测气体中的水汽吸收，吸收池内光程L=10 m。探测器将接收到的光信号转换为电信号，经放大电路放大后被采集并传输到计算机，采样频率为25 MHz。分别对参考、测量光路信号进行基线拟合和Voigt线型拟合，得到水汽的吸光度曲线和积分吸光度，通过计算扣除测量光路中的背景水汽吸收，得到高纯氮气中的痕量水汽浓度。将上述反演过程的算法嵌入软件平台，对采集的透射光强数据直接进行反演处理，实时得到吸收池内高纯氮气中的水汽浓度值，响应时间为12 s。待水汽浓度值稳定后，取30次测量结果的平均值作为各批次高纯氮气水汽浓度的实验结果。实验结果表明，测量得到的各批次高纯氮气的痕量水汽浓度与国家标准要求的高纯氮气中水汽浓度之间的偏差小于±5%，最大偏差为-3.04%，对实验结果进行误差分析，计算得到水汽体积分数的不确定度最大为0.159×10^-6。该实验装置可以在中红外波段对高纯气体中痕量水汽浓度进行准确、可靠的在线测量，为中红外波段进行痕量气体在线监测提供一种切实可行的方案。
		2025 Vol. 45 (02): 358-363 [摘要] ( 31 ) RICH HTML PDF (2414 KB) ( 29 )

	364	不同比例Pb掺杂对二氧化锡高压结构和电学性能影响研究
		黄宇轩，王亚林，高金金，王晓雨，王世霞^*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0364-07
		氧化锡(SnO₂)作为重要的导电氧化物，可应用于太阳能电池、电极、氧化催化剂等领域。Sn⁴⁺和Pb⁴⁺的电子结构和离子半径相似，将Pb掺杂到SnO₂晶体结构中可改变其光电性质而不破坏结构。压力作为改变材料晶格结构和电子带隙的手段，可有效提升物质性能。为探究元素掺杂和压力对SnO₂结构性能影响，研究了高压下10%Pb掺杂和25%Pb掺杂SnO₂的结构相变和电子带隙变化。采用水热法制备了纯SnO₂、10%Pb掺杂和25%Pb掺杂的SnO₂样品，扫描电镜显示样品由多个纳米棒中心发散排列而成，整体成花状；X射线衍射表明样品为四方金红石型结构(空间群P₄₂)；EDS能谱表明，Pb被完全掺杂在SnO₂晶格中。利用金刚石压腔结合原位拉曼光谱技术研究了不同比例Pb掺杂对SnO₂高压结构和电学性质的影响。拉曼光谱结果表明：常压下SnO₂有四种拉曼振动模式，分别为B_1g(88 cm^-1)、E_g(480 cm^-1)、A_1g(639 cm^-1)和B_2g(775 cm^-1)。当体系压力增加到14 GPa，E_g峰分裂，在563 cm^-1处出现新峰，SnO₂从四方金红石型结构转变为高压CaCl₂型结构；10%Pb掺杂的SnO₂的A_1g和576 cm^-1处的两个拉曼峰随压力的增加逐渐展宽，在13 GPa时合并成包状峰，晶体表面原子无序性程度增加，对称性降低，B_1g模式向A_1g模式转变，结构相变开始出现，体系压力增加到25 GPa时向非晶转变；25%Pb掺杂的SnO₂在190和775 cm^-1处分别出现Pb⁴⁺和B_2g的拉曼峰，在压力达到10 GPa时E_g峰强度变弱，576 cm^-1处和A_1g两个拉曼峰合并，发生结构相变，在25.4 GPa时出现非晶化。利用第一性原理计算研究纯SnO₂和10%Pb掺杂的SnO₂在压力下的电学性能结果表明：体系压力增大会使纯SnO₂的禁带宽度从0.645 eV增加到1.759 eV，电子更难跃迁到导带，导电性降低；同时掺杂会使Pb进入晶格形成缺陷，导致价带附近的缺陷密度增加，价带能级降低，导电性增强，但体系压力的增加不会改变掺杂SnO₂的导电性。本研究为SnO₂元素掺杂领域提供了新的思路，结合原位高压技术丰富了极端条件下SnO₂的性质研究。
		2025 Vol. 45 (02): 364-370 [摘要] ( 33 ) RICH HTML PDF (5573 KB) ( 22 )

	371	新型二萜内酯化合物Euphorikanin A的结构和性质计算分析
		徐佳禛¹，王长江¹，王朝杰^2*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0371-08
		化合物Euphorikanin A是从甘遂大戟根中分离出的新型二萜内酯化合物，初步生物活性发现其具有肿瘤细胞毒活性，分析药物的结构、光谱性质和成药可能性是了解其生物活性的必要前提，也可为开发新药提供参考。运用密度泛函理论B3LYP/6-311++G(2d, p)和ωB97XD/6-311++G(2d, p)方法，对化合物Euphorikanin A的药效构象、几何和电子结构、红外(IR)、紫外-可见(UV-Vis)、核磁共振(NMR)谱进行计算，并借助概念密度泛函理论进行分子全局反应指数分析，使用药物代谢动力学平台开展成药性和ADME/Tox评估。计算结果显示Euphorikanin A有唯一药效构像，两种方法和不同溶剂环境中化合物几何结构参数值相近，计算值与晶体参数吻合较好。理论红外光谱特征与实验吻合，水环境中计算的IR光谱更接近真实环境，理论计算校正因子为0.94。Euphorikanin A紫外光谱最大吸收峰在193.88～201.75 nm。两种方法得到的核磁数据理论结果与实验吻合度高，R²均大于0.94。Euphorikanin A的六元环的羟基可能为反应活性位点。Euphorikanin A的全局反应参数和药代动力学表现出良好性能，尤其在Caco-2细胞膜通透性、血脑屏障透过率和人肠道吸收性。Euphorikanin A的结构和性质在成药性拥有优势，具有进一步开发的价值。
		2025 Vol. 45 (02): 371-378 [摘要] ( 45 ) RICH HTML PDF (4526 KB) ( 11 )

	379	血红素-葡萄糖氧化酶级联催化体系的构建和应用
		刘媛¹，王若馨^1，2，王香凤¹，刘海灵¹，谢孟峡^1*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0379-07
		天然生物酶具有催化活性高、特异性强的优点，而其对环境非常敏感；纳米酶等酶模拟物具有更高的稳定性，可以作为生物酶的有效替代和补充参与催化反应。酶催化和类芬顿反应的结合在环境污染物降解领域显示出巨大的潜力，金属有机框架（MOFs）材料可以做为生物酶和其他功能分子的载体。采用原位沉淀法制备了氯高铁血红素（Hemin）和葡萄糖氧化酶（GOx）包埋在ZIF-8 MOFs骨架中的复合材料（Hemin@GOx@ZIF-8），其在水溶液中具有良好的分散性，溶液呈墨绿色。结构表征Hemin和GOx能够被成功地封装在ZIF-8骨架中，并且复合材料仍能完整保持ZIF-8 的骨架结构。复合材料Hemin@GOx@ZIF-8为多孔晶体结构，粒径约为300 nm；比表面积为1 512 m²·g^-1；平均孔径1.076 nm；孔体积约为0.607 5 cm³·g^-1。丰富的比表面积和孔容量，可以为催化反应提供更多活性位点，从而有利于提高催化反应效率。复合材料Hemin@GOx@ZIF-8具有良好的稳定性。该复合材料具有级联催化的性能，在葡萄糖驱动下，GOx可将葡萄糖催化氧化生成H₂O₂，并被复合材料中的Hemin催化发生类芬顿反应，从而实现对有机污染物高效的级联催化降解。以有机染料刚果红（CR）为底物研究该级联体系的催化降解性能，其对水溶液中CR的降解率达到88%以上，该级联催化体系还具有良好的热稳定性、有机溶剂耐受性和重复利用性。进一步研究表明，Hemin@GOx@ZIF-8级联降解体系对不同类型有机污染物均具有良好的降解能力，在环境污染物降解领域具有良好的应用前景。
		2025 Vol. 45 (02): 379-385 [摘要] ( 30 ) RICH HTML PDF (10417 KB) ( 11 )

	386	基于PCA透射光谱重构降噪的水体BOD含量模拟估算
		王一鸣¹，王彩玲¹，王洪伟^2*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0386-08
		生化需氧量(BOD)是能够直接体现水体有机物污染程度的重要指标，水体BOD的实时监测在水资源保护、水环境改善等相关领域具有重要意义。传统的BOD测量方法会消耗大量的人力物力资源，且测量周期较长，不能迅速的反映水体的变化状况，无法实现对突发水污染事件及时有效的预警。机器学习在水体监测领域已被广泛应用，为了解决机器学习模型输入变量获取困难，且存在缺失值的问题，进一步结合高光谱技术探索对水体BOD含量精准快速的估算。为此，采集十个不同浓度BOD标液的原始光谱数据，通过白板校正得到100组透射光谱数据。提出了一种基于主成分分析(PCA)透射光谱重构的降噪技术，利用PCA算法提取原始透射光谱的主成分特征向量，再利用累计方差贡献率达到一定百分比的前一部分主成分特征向量对整个数据集进行重构。采用了前2、前10和前15个主成分特征向量对透射光谱数据进行了重构，并与传统光谱数据降噪方法进行了对比。结合支持向量机(SVM)模型和反向传播神经网络(BPNN)模型建立了水体BOD含量估算模型。结果显示，BPNN模型在回归精度和拟合程度上优于SVM模型，且降噪效果更为显著。使用前2个特征向量重构降噪的模型未达预期拟合，可能是由于信息丢失。而以前10个特征向量重构降噪的BPNN模型表现最佳，RMSE为0.040 6，R²达到0.980 3。前15个特征向量的重构并未提升降噪效果，可能因为超过10个的特征向量增加了冗余信息。实验验证了使用PCA重构透射光谱降噪的可行性，并为水体BOD含量估算提供了新的思路。
		2025 Vol. 45 (02): 386-393 [摘要] ( 38 ) RICH HTML PDF (14389 KB) ( 26 )

	394	改进粒子群优化算法结合BP神经网络模型的水体透射光谱总磷浓度预测研究
		张国浩¹，王彩玲^1，王洪伟^2，于涛³
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0394-09
		使用光谱数据结合融合算法对水体污染物含量进行准确检测以保护水资源已成为一个关键问题。然而，光谱数据的高维特性以及模型的不稳定常常导致预测效果不佳，无法准确的进行检测。本研究提出了一种环保和准确的方法，实现对长江水体中总磷浓度含量的预测。具体而言，首先对测得的长江水质光谱数据进行最大最小归一化和均值中心化两种预处理操作，在消除不同数据量级差异的同时去除了噪声，确保了数据的一致性和可靠性。其次，为了解决光谱数据的高维度问题，采用了核主成分分析（KPCA）方法来降低数据维度并提取特征。KPCA方法通过在高维度的空间中找到一个分类平面，选出能代表原始数据99.42%信息量的前6个主成分，用于后续预测模型的训练。接着在原始粒子群算法的基础上引入了粒子初始化规则、多种群竞争策略、参数自适应更新策略、种群多样性引导策略和粒子变异机制，提高了粒子群的寻优能力，降低粒子陷入局部最优解的概率。并使用改进后的粒子群算法对BP神经网络（BPNN）中的初始化权重和参数大小进行寻优，从而加快网络的收敛效果，提高预测能力。最后，使用本研究所提出的预测模型对测试集中的样本进行总磷浓度的预测，实验结果得到R²为0.975 786，RMSE为0.002 242，MAE为0.001 612。将本模型与当前预测性能较好的其他基准模型进行预测效果的对比，本研究所提出的模型对长江水体总磷浓度预测拟合效果更好，精确度更高。在水资源保护和环境管理领域中使用光谱数据结合融合算法进行预测模型的研究和实践提供了新的思路和观点。
		2025 Vol. 45 (02): 394-402 [摘要] ( 35 ) RICH HTML PDF (8330 KB) ( 39 )

	403	EDXRF分析废水溶液中Cd元素的检测条件的MC模拟
		廖先莉^1，2，赖万昌^1*，马书豪³，唐琳²
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0403-07
		工业废水排放是造成水系中重金属元素Cd污染的重要因素，如排放不当可能会造成严重的环境污染，人长期食用Cd污染环境中的农作物或者水生生物，会引起各类疾病，对身体造成严重的伤害，所以及时检测重金属元素Cd含量对工业废水的处理与排放十分重要。与传统检测方法比，能量色散X射线荧光(EDXRF)分析具有速度快、不损坏样品、操作简单、仪器体积小等优点，更加适合应用在工业废水处理现场，实现对工业废水中重金属元素的快速检测，为工业废水的处理提供依据。开展EDXRF法现场快速检测工业废水中Cd元素含量影响因素的研究，检测对象是未经处理流动的工业废水，为了不影响工艺流程，废水样品将流过一段工艺管道，EDXRF检测装置将安装在工艺管道外部，推导了管道为方形管道，X射线源和探测器分别垂直位于方形管道两个相邻平面时，X射线荧光分析的数学模型，仿真分析了不同管道几何参数和“源-样-探”几何位置对待测元素Cd特征X射线照射量率的影响，通过蒙特卡罗方法模拟验证理论分析的准确性，并得出方形管道样品的最佳激发-探测装置及其优化参数。文中根据建立的数学模型进行MATLAB仿真研究，工业废水溶液设定为Cd元素浓度为100 000 μg·mL^-1，介质为浓度为1.09 mol·L^-1的HNO₃的溶液，设定入射光射线能量为40 keV，带入参数计算，得到管道壁材料、管道壁厚、探测器高度、X射线源水平距离对标样中待测元素Cd特征X射线照射量率变化趋势的影响。同时建立蒙特卡罗模型，模拟研究了源出口到样品侧面水平距离与准直器直径、“源-样”距离、“样-探”距离、探测器高度、管道壁厚度和管道壁材料对样品中待测元素Cd特征峰净峰面积和峰背比的影响，得到管道壁厚度在工艺允许的条件下尽可能的薄，常见管道材料选择聚丙稀酸脂塑料作为管道材料更佳，“样-探”距离为1 mm，“源-样”距离和探测器高度在客观条件，比如器件几何尺寸，器件固定条件等允许的情况下，越小越好，当源出口到样品侧面水平距离为2.8 mm，准直器直径为2 mm，Cd的特征峰的峰背比和净峰面积会有一个最佳值。
		2025 Vol. 45 (02): 403-409 [摘要] ( 45 ) RICH HTML PDF (4535 KB) ( 17 )

	410	磁场增强型高通量辉光放电溅射源的设计与研究
		沈懿璇^1，2，万真真^3，余兴^2，4，王海舟^2，4*，王永清³，朱一妃^2，4，刘少锋³
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0410-10
		高通量表征技术在金属材料分析领域具有重要应用价值，它能够实现对金属材料进行跨尺度的全域分析，评价材料表面宏观特性、微观不均匀性及局部缺陷。辉光放电溅射可沿样品表面的纵深方向，以大尺寸、平坦且快速的方式逐层剥蚀样品，再将暴露出真实显微组织的样品送至多种分析仪器中进行成分、性能、组织结构的分析，从而作为金属材料的高通量表征样品前处理环节的关键设备。在传统Grimm型辉光溅射源的基础上，本研究搭建了一种专为高通量实验设计的辉光放电溅射系统，该系统将辉光溅射尺度由mm级扩展至cm级，同时实验发现了大尺寸溅射会导致辉光放电强度及溅射速率降低这一现象。针对这一现象，结合通过COMSOL Multiphysics仿真计算的辉光放电电子运动轨迹、电子密度以及化学反应速率等结果，该研究提出了一种通过施加扫描磁场来增强辉光放电光谱（GD-OES）强度以及溅射速率的方法。实验选用T2紫铜样品来探究扫描磁场的增强效果，结果表明，应用扫描磁场增强装置可获得更强的光谱信号强度及更快的溅射速率。在保持放电电压和电流不变的前提下，Mo、Cu元素的光谱强度分别增至无磁场时的1.43~11.97倍和1.13~26.50倍。其中，Mo元素光谱强度最大值可达53 421 Cts，Cu元素光谱强度最大值可达76 948 Cts，分别是无磁场时的6.86倍、4.32倍。此外，该方法可以显著地提高溅射速率，当阳极筒孔径为Φ15 mm时，T2紫铜样品的溅射速率提高了4.35倍，最高可达2 662.09 nm·min^-1。使用白光干涉仪和金相显微镜对溅射坑表面的平整度和显微组织图像进行了采集，结果显示磁场引入对溅射坑表面粗糙度未产生显著影响，同时能清晰地呈现样品的真实显微组织特征。综上，实验结果证实，应用扫描磁场增强装置可在确保溅射平整度不受影响的前提下，实现光谱信号强度和溅射速率的提升，为解决大尺寸溅射引起的低溅射速率问题提供了新方法。
		2025 Vol. 45 (02): 410-419 [摘要] ( 34 ) RICH HTML PDF (27413 KB) ( 21 )

	420	超级微波消解ICP-OES法测定宠物饲料中硫含量及与总蛋白质相关性分析
		陈树娣¹，李锦才¹，陈晓燕^1，李胜¹，张世伟^1，2，郑彦婕^1
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0420-06
		建立了超级微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定宠物饲料中硫含量的新方法。系统探究了超级微波消解条件对消解液中残留碳含量（RCC）和残留酸量（RA）的影响，以这两项指标为依据，有效评估了消解效果，建立了优化微波消解条件的新策略。系统性研究了五种不同价态的硫形态对硫元素测定的影响，发现低价态硫标准物质在酸性条件下制备时，硫元素发射强度显著增强，而高价态硫标准物质在三种条件（酸性、中性和碱性）下制备时，硫元素发射强度均较稳定，为配制介质和硫标准物质的选择提供了有益的指导。研究发现，超级微波消解系统所创造的高温高压环境以及消解试剂的强氧化性条件，能有效消除低价态硫在酸性前处理条件下的发射强度增强效应。采用酸性条件配制高价态硫（SO^2-₄）标准物质，并结合超级微波消解系统，能够实现宠物饲料中五种不同价态硫的准确测定。加标回收率为86.5％～108％，RSD值为1.69％～4.18％，检出限为6.2 mg·kg^-1，与国家标准方法相比，该方法具有灵敏度高、成本低、绿色环保、工作效率高的优点。研究发现宠物饲料中硫含量与总蛋白质含量之间存在极显著正相关性（相关系数=0.819，p＜0.01），可以为宠物饲料中总蛋白质含量的准确测定提供新思路和方向。
		2025 Vol. 45 (02): 420-425 [摘要] ( 45 ) RICH HTML PDF (2062 KB) ( 14 )

	426	原子吸收光谱法测定矿石中Au的分析技术及最优化模型研究
		王鹏^1，2，门倩妮^1，2，甘黎明^1，2，白金峰⁴，王啸^1，2，井斌强^1，2，寇少磊^1，2，刘慧蓝⁵，何涛^1，2，刘玖芬^3，6
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0426-08
		矿石中Au通常以颗粒金或者晶格金的形式存在，在不同类型的金矿石中赋存状态不同，其特殊的延展性引起的颗粒效应对于Au样品的分析技术带来挑战，并且其制备流程要素繁多且不易控制，直接影响Au分析的准确性和稳定性。以矿石中金元素为研究对象，建立泡塑吸附-原子吸收光谱法测定矿石中Au的分析方法，针对样品测试流程中的关键要素进行定性判断和定量计算，提出基于灰色关联度-响应曲面法的最优化模型。讨论样品分析技术中焙烧、消解、富集和解脱等重要环节，确定焙烧方式、消解酸度、富集时间和硫脲浓度为优化要素，设计正交试验并进行相关性分析，计算灰色关联系数并进行极差确定，定性判断各优化要素的显著性。中心组合设计结合响应曲面法原理制作显著水平表，建立二次多项式回归方程的预测模型并进行显著性分析，绘制三维响应曲面图和二维等高线图对实验数据进行拟合分析，确定最优化模型参数焙烧方式、消解酸度、富集时间和硫脲浓度分别为阶梯式分段焙烧、10.58%、40.00 min、11.65 g·L^-1。实验结果表明，在最优化模型条件下对金矿石国家一级标准物质进行制备测试，其方法检出限为0.021，测定下限为0.077，加标回收率为91.6%~104.5%，其正确度和精密度均符合GB/T 20899.2—2019质量控制要求；同时对陕西西秦岭地区和甘肃梅川地区外检样品进行方法验证比对，其相对偏差不超过10%且评价结果均为优秀，表明该检测优化模型方法在实际样品中的应用依然准确可靠，具备正确性和科学性。该研究对于地质矿产实验室快速、准确、简便分析Au元素提出新方法，为检验检测领域中优化多目标参数组合的课题提供了新的思路，同时为新一轮战略找矿行动的准确测试贡献力量。
		2025 Vol. 45 (02): 426-433 [摘要] ( 37 ) RICH HTML PDF (6497 KB) ( 33 )

	434	基于机器学习与红外光谱技术的变压器油老化行为研究
		肖忠良，袁荣耀，付壮，刘成，尹碧露，肖敏之，赵亭亭，匡尹杰，宋刘斌^*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0434-09
		为解决现阶段油品老化分析工作复杂、误差大等问题，提出一种红外光谱与机器学习（ML）相融合的技术。借助傅里叶变换中红外（FT-MIR）光谱仪采集三种变压器油在不同老化时间的样本光谱，运用多种预处理方法对样本光谱进行预处理，以自动寻峰并求得特征峰面积之和。采用偏最小二乘回归（PLSR）和粒子群优化-支持向量机回归（PSO-SVR）算法建立了变压器油老化程度定量分析模型，研究并分析了多种光谱数据预处理方法对红外光谱降噪、基线校正等处理效果以及对两种模型定量分析效果的影响。结果表明，油品光谱预处理效果最好的是平滑法，其中SG+SVR和SG+PLSR模型拟合优度（R²）分别为0.981 4、0.991 3，平均绝对误差（MAE）为0.312 4、0.288 0，均方根误差（RMSE）仅有0.097 7、0.379 0。在合适的预处理条件下，两种机器学习算法鲁棒性和可靠性均较强，模型预测值与实际值间差异极小。
		2025 Vol. 45 (02): 434-442 [摘要] ( 38 ) RICH HTML PDF (17784 KB) ( 46 )

	443	原位X射线衍射光谱技术在高熵假板钛矿陶瓷晶体结构解析中的应用
		马晓晖¹，刘家臣¹，武劲宇¹，毛晶¹，胡小侠²，郭安然¹
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0443-05
		目前高熵陶瓷的研究主要集中在通过元素的改变或增加获得高性能陶瓷上，忽视了由于成分的复杂性而造成的高熵陶瓷晶体结构的变化及其对性能的影响。本研究基于原位XRD技术，系统研究了高熵(Mg, Co, Ni, Zn)Ti₂O₅形成过程、高熵化后晶体结构及热膨胀系数的变化。研究发现，随温度上升，反应物首先生成高熵中间相，最终在1 400 ℃生成高熵(Mg, Co, Ni, Zn)Ti₂O₅陶瓷。与其单相相比，高熵(Mg, Co, Ni, Zn)Ti₂O₅晶格常数及热膨胀各向异性均发生变化。以上研究表明原位XRD技术可用于阐明高熵假板钛矿陶瓷形成过程中晶体结构演化及性能变化过程，并在高熵陶瓷晶体结构解析方面具有很大的应用前景。
		2025 Vol. 45 (02): 443-447 [摘要] ( 27 ) RICH HTML PDF (10419 KB) ( 13 )

	448	基于光谱技术的建窑宋代黑釉瓷物化组成及制备工艺研究
		王甜¹，杨少雄¹，夏森伟¹，王芬¹，王莹¹，孙建兴²，孙莉²，李强³，罗宏杰^1，4，朱建锋¹
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0448-08
		建窑，位于今福建省南平市，是宋时烧造黑釉茶盏的著名窑场之一。建窑创烧于晚唐五代，历经宋、元、明、清代，烧瓷历史近千年。建窑黑釉瓷品种丰富，釉色多变，主要为黑釉、兔毫釉和柿红釉色居多。建窑黑釉瓷在中国陶瓷历史上占据重要地位，并深刻影响了亚洲陶瓷历史，尤其是日本陶瓷。对于建窑黑釉瓷的科学研究，国内外学者主要致力于分析建盏胎釉的化学组成、微观结构，揭示建窑釉瓷的成瓷机理及制备工艺。然而，作为建窑黑釉瓷的代表品种，黑釉、兔毫釉和柿红釉，三者的原料组成、制备工艺及呈色机理的异同仍然不明晰。因此，采用超景深光学显微镜(OM)、X射线荧光光谱仪(XRF)、显微共聚焦拉曼光谱仪(μ-RS)、X射线衍射仪(XRD)和分光光度计等多种光谱技术，通过对建窑大路后门和芦花坪窑址出土的宋代黑釉、兔毫釉以及柿红釉的微观形貌、化学组成、物相组成以及釉外观呈色进行比较研究，解析黑釉、兔毫釉和柿红釉在原料组成、烧成工艺及呈色机理方面的异同。结果表明：黑釉、兔毫与柿红釉瓷胎中大部分主量元素含量无明显差异。三者着色元素均为Fe₂O₃，黑釉与兔毫釉的Fe₂O₃含量接近(6.0~7.0 wt%)，而柿红釉铁含量最高(~10.5 wt%)。较高的Fe₂O₃含量使得柿红釉面呈现红棕色。在所有样品的断面釉中、兔毫釉表面的毫纹中以及柿红釉面均发现有微米级枝状亚稳相ε-Fe₂O₃晶体。且ε-Fe₂O₃晶体的分布与兔毫釉面毫纹分布及柿红整体釉色一致。同时，在兔毫毫纹中及柿红釉面均发现赤铁矿晶体(α-Fe₂O₃)。由此可知，棕色兔毫与柿红釉呈色均来自于ε-Fe₂O₃与赤铁矿的共同着色。此外，在釉中发现石英、锆英石、铁板钛矿及金红石晶体。而三者胎的化学元素组成相似，物相主要为石英、方石英与莫来石，部分样品中发现少量赤铁矿。采用X射线荧光光谱(XRF)、显微共聚焦拉曼光谱(μ-RS)、X射线衍射仪(XRD)、分光光度计等多种光谱技术结合超景深光学显微镜(OM)，能够高效精准解析建窑黑釉瓷的微观结构与物相组成，为揭示黑釉、兔毫釉和柿红釉的原料及制备工艺异同提供了理论依据，并为类似古瓷的研究提供了一定的借鉴意义。
		2025 Vol. 45 (02): 448-455 [摘要] ( 43 ) RICH HTML PDF (17249 KB) ( 29 )

	456	LiJET光谱仪同步波长定标的精度分析
		王嘉琦^1，2，纪拓⁴，常亮^1，2，3*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0456-07
		丽江2.4 m望远镜配备的LiJET光谱仪有两种观测模式：DFDI和DEM模式，其中DEM模式可以进行同步定标观测。目前同步定标技术是实现高精度视向速度测量的关键技术之一，而要开展同步定标首先需要评估仪器自身的波长定标精度和仪器稳定情况。由于数据处理软件和流程的不同，极大可能造成数据处理结果的不同，所以针对仪器开发标准化的数据处理程序十分的必要。基于LiJET实测数据，开发了一套针对LiJET的数据处理程序，可以实现图像预处理、光谱级次定位与抽谱等功能。并根据不同精度的大气吸收线丛和钍氩灯标准谱作为参考谱，得出LiJET-DEM模式的波长解和波长定标的精度。而后又在典型的光谱级次使用碘吸收谱验证由钍氩灯得到的定标精度，结果用钍氩灯谱和碘吸收谱独立得到的定标精度接近，分别为3.3×10^-4和4.2×10^-4 nm。接着也用同一典型光谱级次10 d的钍氩灯谱数据进行仪器稳定分析，其仪器10 d的漂移结果稳定在3.7×10^-5 nm，换算成视向速度为19.8 m·s^-1。
		2025 Vol. 45 (02): 456-462 [摘要] ( 35 ) RICH HTML PDF (13360 KB) ( 13 )

	463	基于粗集与聚类投票机制的光谱双星特征分析
		王琦¹，杨海峰^2，蔡江辉^3
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0463-06
		光谱双星通常是指光谱中呈现双主导成分特征，由于该双成分复杂多样，其成因也多种多样，同时光谱信噪比相对比较低，现有许多分析方法将双成分系统光谱分离成两条光谱进行分析，而分离方法无法保证光谱的准确性，现有聚类方法的单次聚类可靠性比较低。提出一种基于粗集与聚类投票机制的光谱双星分析与评估方法，采用多次聚类和投票思想，给出每条光谱属于相应类别的梯度可靠性。该方法包含两个部分：①采用不同思想的聚类算法，将光谱双星数据集进行重构，将每种聚类算法标签采用匈牙利算法将聚类标签对齐作为光谱属性，从而重构数据集。②利用投票机制，得票数反映聚类结果的一致程度，获得每条光谱的类别，定义粗集示踪每类光谱特征，采用上/下近似集给出每条光谱所归类别的可靠性。选择郭守敬望远镜(LAMOST) DR10发布光谱双星集作为分析对象，采用基于划分的K-means、基于模型的GMM（Gaussian mixture model）、谱聚类（spectral clustering）和层次聚类（agglomerative clustering）四种聚类算法重构光谱数据集，选择得票数下界μ为2，通过投票得到1、0.75、0.5为可靠性梯度的聚类结果。其中大约1/3的样本可靠性为1，说明这批样本的四种聚类结果完全一致；对每类光谱和投票数的信噪比进行统计分析，投票数低的样本的信噪比相对较低，是它们被不同的聚类算法划分到不同类别的原因之一；对可靠性为1的6类光谱样本进行了物理成因的分析，其中以双星、河内星云+目标恒星两种为主，聚类标签的差异可能由于两种成分流量差异或拼接、定标等数据处理所导致。也有可能由于光谱质量较低导致pipeline误判的因素，其天区位置分布与低质量数据分布特征的研究基本一致。
		2025 Vol. 45 (02): 463-468 [摘要] ( 39 ) RICH HTML PDF (9642 KB) ( 15 )

	469	深海沉积物中稀土元素浸出及LIBS光谱探测方法研究
		韩焱^1，5，杜增丰¹，田野³，卢渊³，石学法^2，4，栾振东^1，5，于淼⁴，张鑫^1，2，5*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0469-07
		深海稀土，是指深海盆地中富含稀土元素的沉积物，是继多金属结核、富钴结壳及多金属硫化物之后被发现的第四种深海金属矿产，具有巨大的资源潜力。目前，我国针对深海稀土资源的调查和探测技术研究十分薄弱，缺乏完备的能够实时探测深海沉积物中稀土元素(REY)的技术手段，无法从深海沉积物中准确探测到稀土元素。激光诱导击穿光谱(LIBS)具有原位、实时、连续、非接触等独特优势，近年逐渐应用到水下元素分析中。由此，提出了一种深海稀土探测新方法，即将深海沉积物中的稀土元素通过无机酸浸出，而后利用LIBS的水下分析能力对深海沉积物浸出液中的离子态稀土元素进行探测。深海沉积物经预处理后，进行了不同无机酸种类和浓度、固液比及时间条件的浸出实验，研究了各个条件对稀土元素浸出过程的影响。通过对比各浸出液中稀土元素的浸出率获得最佳浸出条件，即HNO₃浓度1.5 mol·L^-1、液固比2∶1、浸出时间5 min。利用LIBS对浸出液中稀土元素(Y、La、Nd)进行分析，光谱经平均处理、波长位移差分算法(WASS)校正后，进行单变量回归(UVR)和偏最小二乘法(PLS)分析。UVR分析获得稀土元素(Y、La、Nd)最佳线性回归结果的回归系数分别为0.87、0.83、0.80，对应检测限为3.55、4.09和5.71 μg·g^-1；PLS获得了显著优于UVR的回归结果，且获得更好的回归系数，分别为0.97、0.99、0.97。分析结果表明，PLS较UVR更适合深海沉积物的定量分析，同时证明了LIBS具有深海原位稀土元素探测的潜能，证实了利用LIBS结合多变量回归分析对深海沉积物中稀土元素进行检测和评价是可行的，为实现LIBS深海稀土探测提供数据支持。
		2025 Vol. 45 (02): 469-475 [摘要] ( 35 ) RICH HTML PDF (6473 KB) ( 17 )

	476	SERS@Au微阵列芯片快速检测细菌性结膜炎病原体
		刘文博，李含，徐瑗聪，刘梦东，王惠琴，林太凤，郑大威，张萍^*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0476-07
		急性细菌性结膜炎是一种常见的眼科疾病，医治不及时会严重损害视力。目前针对细菌性结膜炎常规的诊断方法仍为微生物培养法，该方法灵敏度高，但耗时耗力，难以满足快速检测的需求。该研究开发了一种SERS@Au微阵列芯片，将其作为增强基底收集细菌性结膜炎相关金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和表皮葡萄球菌的SERS图谱。结果表明，该芯片具有良好的增强效果、重现性和稳定性。选取400～1 800 cm^-1波段，通过建立SVM模型和OPLS-DA模型对四种致病菌进行判别分析，区分准确率分别达到97%和90%。采用SERS@Au微阵列芯片对加标泪液进行检测，仅需短暂培养即可快速、准确、便捷、无损筛查致病菌，减少患者的痛苦。该研究开发的SERS@Au微阵列芯片与便携式拉曼光谱仪配套使用，具有准确、便携、快速、现场检测及微量样品检测的特点，适用于眼科细菌性感染疾病的快速筛查。该方法无需标记、无需鉴定培养基、对患者无损，实现了对复杂生物样本混合感染的快速检测，大大提高了检测效率，有望成为眼科疾病的新型辅助筛查手段。
		2025 Vol. 45 (02): 476-482 [摘要] ( 36 ) RICH HTML PDF (7744 KB) ( 16 )

	483	基于红外光谱技术对不同间隔年限栽培丹参土壤的红外光谱特征分析
		乔璐^1，2，刘永红^1，2，徐可可^1，2，余焕英¹，陈园杰³，杨林林^1，2，董诚明^1，2，王磊^1
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0483-09
		植物通过根际分泌物介导根际有益菌和病原菌差异性变化导致的连作障碍是制约丹参栽培发展的主要因素。提出一种基于红外光谱技术结合二维相关光谱的方法，快速检测丹参根际分泌物组成及含量变化。采集同一地区本底土（未种植丹参CK）、正在种植丹参（19-ING）、丹参刚采收（19-ED、23-ED）、轮休1年(23-One）、轮休2年(23-Two)、轮休5年（19-Five）等7种丹参土壤样品的光谱，进行平滑降噪、一阶导数等，提取特征图谱，分析土壤化合物指纹图谱。不同间隔年限栽培丹参土壤的红外光谱峰位和峰形相同，主要差异波段在特征吸收峰3 622、3 380、1 638、995、777、693、524和463 cm^-1附近，分别表征酚酸中酚羟基—OH、酯类和有机酸类中羰基C═O、亚甲基、苯环的吸收取代、环状酮类等物质的官能团，轮休1年的土壤在各个特征峰处吸光度增强，表明种植过程中酚酸类、酯类等自毒物质不断积累。不同茬次丹参种植土壤2维相关光谱在波段3 750～3 600、2 170～2 145、2 060～2 030和530～585 cm^-1处吸收峰的位置、个数、以及颜色都不相同，清晰地表征出官能团的差异。表明采用红外光谱和2D相关光谱相结合的方法能够实现土壤中有机化合物的快速检测和监测土壤化合物动态变化，为探索丹参连作障碍的形成机理及消减机制提供理论依据。
		2025 Vol. 45 (02): 483-491 [摘要] ( 34 ) RICH HTML PDF (20943 KB) ( 48 )

	492	沃柑可溶性固形物含量高光谱检测模型的建立与优化
		李炜琪¹，王一帆¹，俞越¹，刘洁^1，2，3*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0492-09
		针对沃柑品质快速检测需求，提出一种基于高光谱图像数据的沃柑可溶性固形物含量（SSC）检测方法，并分析随贮藏时间变化的SSC伪彩色分布图。分别获取307个整果样本和227个半果样本以及它们的SSC数据。比较标准正态变换（SNV）、多元散射校正（MSC）、Savitzky-Golay（SG）滤波、归一化（NM）、一阶导数（FD）、标准化（SD）和小波变换（WT）对偏最小二乘回归（PLSR）模型检测性能的影响以选择光谱预处理方法；比较PLSR、最小绝对值收缩与选择算子（LASSO）回归、支持向量机回归（SVR）、人工神经网络（ANN）、决策树（DT）、随机森林（RF）、轻量级梯度提升机（LightGBM）模型对独立验证集的检测能力以确定最佳模型建立方法，并利用遗传算法（GA）筛选特征波长以优化模型。结果表明：采用FD预处理结合LASSO回归算法所建模型对整果SSC检测效果最优，验证集决定系数（R²_p）和验证集均方根误差（RMSEP）分别为0.925 7和0.976 5；SD预处理结合RF模型对半果SSC检测效果最好，其R²_p和RMSEP分别为0.896 3和1.063 0；GA能够滤除53.85%和50.58%的整果和半果波长变量数，基于选择变量的整果和半果最优建模算法分别为SVR和RF，其模型R²_p、RMSEP分别为0.918 9、1.017 3和0.895 3、1.084 3。研究结果为沃柑SSC高通量无损检测提供了一种可行方案。
		2025 Vol. 45 (02): 492-500 [摘要] ( 56 ) RICH HTML PDF (14641 KB) ( 21 )

	501	淮安板闸遗址公园沉船考古木材保存状况评估研究
		张彤^1，2，郭宏^1，2，李彤³，赵庆尧⁴，韩刘杨^1，2*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0501-06
		随着我国考古事业的不断进步，沉船文物持续被发现、发掘，其保护工作日益受到重视。埋藏环境中的多种降解因素使考古木材的显微形态、化学组成、晶体结构以及物理力学性能均发生不可逆的转变，因此，在实施保护措施前对船木的保存状况进行准确评估至关重要。研究旨在确保江苏淮安大运河板闸遗址公园发掘的沉船文物得到有效的整体保存和保护，为此，选取了代表性的沉船考古木材样品，并对其降解程度进行了综合评估。首先识别考古木材的用材树种，依据最大含水率（MWC）和基本密度（BD）初步划分降解等级；此外，采用X射线衍射技术（XRD）计算木材纤维素的相对结晶度，并通过热重分析（TGA）测定考古木材的热稳定性，在此基础上使用红外光谱技术（FTIR）检测木材化学结构变化。结果表明，所选考古木材为樟木（Cinnamomum sp.），可分为轻度降解、中度降解和重度降解三个等级；健康木材纤维素的相对结晶度为58.87%，考古木材纤维素的相对结晶度为17.16%～36.42%，反映了考古木材纤维素结晶区的降解；健康木材的最大热解温度为366.73 ℃，考古木材的最大热解温度为340.38～365.67 ℃，表明考古木材中的大分子逐渐分解为小分子。红外光谱表明，在降解过程中半纤维素降解最为严重，在中、重度降解样品中，归属于半纤维素侧链乙酰基的1 735 cm^-1处特征峰完全消失；随着降解程度增加，897 cm^-1特征峰强度逐渐降低，1 424 cm^-1特征峰向低波数移动，表明纤维素的部分氢键随着降解程度的增加逐渐被破坏；木质素结构较为稳定，其中与芳香族骨架相关的特征峰强度显著增加，采用木质素与纤维素的比值进一步证实了上述结果。该研究对考古木材的保存状况进行了较直观的评价，为沉船后续保护工作提供了可靠的基础数据。
		2025 Vol. 45 (02): 501-506 [摘要] ( 55 ) RICH HTML PDF (10842 KB) ( 32 )

	507	基于光谱诊断的窄间隙激光填丝焊气孔缺陷检测研究
		佘昆^1，2，李冬辉¹，杨凯淞³，杨立军^3，刘金平⁴，黄一鸣^3
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0507-08
		窄间隙激光焊作为核电领域大型厚壁构件的先进连接工艺，具有热输入小、焊接效率高、接头质量高等优点。然而，受现场复杂施焊环境影响，焊缝内部易因污染物清理不尽而产生气孔缺陷。传统的焊后无损检测费时耗力，且检测结果受零部件尺寸结构制约及检测人员主观判断影响，因此亟待发展气孔缺陷在线检测技术。本文设计研制了基于发射光谱的窄间隙激光焊质量检测系统，探究工艺参数及水、油等污染物对气孔缺陷的影响规律，分析水对激光致等离子体电子温度、光谱强度的作用机制，开发因污染物导致的气孔缺陷在线预警软件系统。结果表明，窄间隙激光焊时由于受工件侧壁拘束使得等离子体密度高，对激光反射、散射作用强，测得光谱强度值较弱。窄间隙填丝焊时由于激光能量存在损耗、不能完全被母材和丝材吸收，其测得的光谱强度小于窄间隙自熔焊。采用Boltzmann作图法求得窄间隙激光填丝焊光致等离子体电子温度为7 201.1 K，电子密度为5.279 7×10¹⁵ cm^-3，均小于窄间隙激光自熔焊时的热力学状态参数。在本文的6组自熔焊工艺参数范围内，X射线探伤未检测到密集气孔缺陷。当母材表面有水时，焊缝表面有气孔产生，通过X射线探伤观察到焊缝中有大量密集气孔存在。与正常工艺下获得的光谱数据相比，光谱仪全波段上的相对光强均降低，电子温度也下降至6 900～7 200 K范围内动态波动，但电子密度会增大。采用神经网络模型对主成分分析降维后的光谱数据进行训练，可对窄间隙激光填丝焊时因水、油等污染物导致的气孔缺陷进行高准确率的预测。开发的气孔检测系统可对因污染物导致的气孔缺陷进行有效识别，准确率达90%，响应时间在0.1 s内。
		2025 Vol. 45 (02): 507-514 [摘要] ( 40 ) RICH HTML PDF (26697 KB) ( 10 )

	515	基于TDLAS的电池干燥过程水汽浓度检测
		祁佳琳¹，马新国^1，2*，付海亮³，王妹¹，张锋¹
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0515-07
		采用基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)的方法研究了在电芯干燥过程中由于压强变化产生的痕量水的测量误差问题，实现了对水汽含量无接触、高精度、实时的检测。首先，根据Lambert-Beer定律发现，水汽吸收谱线、光程及压强的变化会影响测量精度，通过HITRAN仿真的方法分别研究了105 ℃下水汽吸收谱线和测量有效光程，研究结果显示激光器工作在7 181.17 cm^-1波段时水分子吸收测量结果最佳且没有背景气体干扰，光程在12 m时可以达到10^-3数量级的精度。压强的变化会导致二次谐波峰值改变进而影响水汽测量。研究不同压强下水汽的吸收情况，发现压强与吸收呈现正相关的规律，利用这一规律提出了使用归一化方法解决压强变化引起的测量误差。实验测试发现，经过压强补偿的二次谐波峰值波动从350 mV降为6.2 mV，5组实验结果表明水含量与二次谐波的峰值电压比值为0.24，标定后的测量误差小于1.2%。这些结果为提高电池干燥过程中水汽含量的检测精度具有重要的指导意义。
		2025 Vol. 45 (02): 515-521 [摘要] ( 30 ) RICH HTML PDF (5907 KB) ( 22 )

	522	基于紫外光谱的油气两相流含气率检测研究
		李敏¹，殷雄¹，刘雪婧¹，马世一¹，周延^1*，种道彤¹，熊兵²，李锟²
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0522-10
		发动机润滑油系统中油气两相流含气率的检测对工业过程的安全运行有重要意义，准确和快速地测量出含气率对监控发动机的运行状态尤为重要。鉴于传统含气率检测方法的局限性，提出一种紫外光谱结合建模算法预测含气率的方法。首先，在波长为185~430 nm的光谱范围内，在5个不同两相流温度、3个不同两相流流速下共15个工况下，分别采集31组含气率范围在0.9%~3%的吸收光谱数据，光谱波长变量为1 799个。对光谱数据采用光谱-理化值共生距离算法（SPXY）将数据集划分为21组校正集，10组测试集，对不同含气率工况进行偏最小二乘（PLS）建模，得到测试集决定系数（R²）范围为0.63~0.91。针对不同工况预测效果差别过大的问题，采用中心化（center）、标准化（autoscaling）、SG卷积平滑、多元散射校正（MSC）、标准正态变量变换（SNV）、去趋势算法（Detrend）、OPLS正交信号校正等数据预处理矫正方法优化模型，得到Detrend-center-PLS模型预测效果最好，其中R²由0.903 2提高到0.955 7。针对光谱波长变量过多的问题，选取竞争性自适应加权算法（CARS）、蒙特卡洛无信息变量消除算法（MCUVE）和遗传算法（GA）三种方法进行波段降维，对降维后的光谱数据分别进行多元线性回归（MLR）、偏最小二乘和最小二乘支持向量机（LS-SVM）建模，得到预测结果最优为Detrend-center-CARS-PLS模型，与全波段模型比较，R²从0.955 7提升到0.959 8。由于优化效果并不显著，对三种降维方法取交集，重新进行建模，R²从0.959 8提升到0.967 1，优化效果有所提升。考虑到温度和流速对预测模型的影响，建立多工况含气率预测模型，采用与单工况相同的建模流程，得到autoscaling为最优预处理方法，且autoscaling-PLS模型的R²为0.948 8，波段降维方法将1 799波长变量消减到400～500个变量，降维效果明显。针对不同的建模方法，得到autoscaling-MCUVE-LS-SVM模型为多工况最佳预测模型，R²达到0.992 6。最后，通过对比单工况预测模型和多工况预测模型，得知多工况预测模型含气率预测效果优于单工况模型，能改善模型预测效果。结果表明，采用光谱分析法结合建模算法预测油气两相流含气率是具备可行性的，为发动机的安全运行提供了有效的监控方法。
		2025 Vol. 45 (02): 522-531 [摘要] ( 32 ) RICH HTML PDF (3116 KB) ( 17 )

	532	一种通用的基于火焰高光谱的燃烧特性预测模型
		汪明^1，2，贺红娟^1，2，王宝瑞^1，2*，艾育华^1，2，王岳^1，2
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0532-10
		燃烧特性的准确预测可以为燃烧技术的优化提供重要依据。利用甲烷火焰高光谱数据同时预测多种燃烧特性，以解决工程中监测燃烧特性需要多种采集设备及现场取样的难题，提出了一种基于三维卷积神经网络(3-dimensional Convolutional Neural Network)方法的火焰特性预测模型。首先在层流火焰高光谱数据上验证了该方法并进一步将模型应用于湍流火焰高光谱数据，接着建立了一种通用模型和训练方法，最后使用Gradient-weighted Class Activation Mapping(Grad-CAM)方法对模型进行可解释性研究。在层流模型中研究了不同参数对火焰特性预测模型准确性的影响；在湍流模型中探究了使用迁移学习的可行性以及添加小波去噪处理方法和改变卷积层数对模型结果的影响；在通用模型中解决数据不一致的问题，使得层流和湍流火焰作为训练数据对模型进行混合训练成为可能，实现了从实验室小火焰到实际工程火焰的燃烧特性参数预测模型的建立；在模型的可解释性研究中使用Grad-CAM方法对神经网络模型的工作原理和决策过程进行研究。结果显示层流预测模型中针对不同预测参数平均准确率均能达到96%以上，使用Mish+Mae的参数组合平均准确率最高为98%且拥有较高的模型稳定性；湍流预测模型的平均准确率均能达到95%以上，迁移学习、小波去噪处理和改变卷积层数均能在一定程度上提升模型性能，但需要进行合适的调整；通用模型在层流和湍流不同参数预测的平均准确率分别达到了97%和94%，在两种不同火焰的工况下均达到较高的准确率，说明模型的适用性较强；可解释性研究中Grad-CAM热力图上的信息表明该方法能够通过定位火焰敏感区域，并从光谱中提取到关键组分信息，从而完成对火焰特性的预测。该研究可以为燃烧学实验测试技术的智能化发展提供支持，对燃烧特性的研究具有重要意义。
		2025 Vol. 45 (02): 532-541 [摘要] ( 41 ) RICH HTML PDF (25272 KB) ( 10 )

	542	基于卷积神经网络的GFRP/NOMEX蜂窝夹层结构缺陷红外热成像检测
		唐庆菊^1，2，谷卓妍¹，卜红茹²，徐贵鹏²，谭鑫杰²，谢锐²
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0542-09
		蜂窝夹层结构是复合材料领域的重要结构形式之一，由于其制备工艺复杂服役环境恶劣，极易产生分层、脱粘等缺陷，严重影响材料使用寿命。为确保相关构件的使用性能以及质量安全，有必要通过合适的无损检测技术对蜂窝夹层结构进行定期的质量监测以及探伤。因此，实现缺陷的量化检测是预防以及解决此类问题发生的根本。基于红外热成像技术以含预制分层及脱粘缺陷的GFRP/NOMEX蜂窝夹层结构试件为研究对象进行脉冲红外热波无损检测试验研究，采集若干帧试件表面温度信号分布热图，取若干缺陷区域及健康区域内像素点的温度信号构建样本数据集，并将其随机划分为训练集及验证集，取第四行缺陷中心水平线区域作为测试集数据。结合卷积神经网络技术实现GFRP/NOMEX蜂窝夹层结构缺陷检测识别以及深度预测。分析一维卷积神经网络结构，引入多尺度空洞卷积、残差模块、注意力机制，搭建一维卷积神经网络预测模型，使用构建的温度信号数据集训练搭建的网络模型。训练结果表明，验证集和训练集的Loss及RMSE趋势一致，验证集最终Loss为1.67×10^-5，RMSE为0.005 8，并未出现过拟合现象。将测试集数据输入至训练完成的网络中。结果表明，所搭建的网络可以有效识别出缺陷，对于缺陷中心处的深度预测误差控制在2%以内。将卷积神经网络与红外热成像检测技术相结合，能够实现GFRP/NOMEX蜂窝夹层结构缺陷的可靠性检测及缺陷埋深的稳定预测，同时为其他复合材料缺陷识别以及量化检测提供参考。
		2025 Vol. 45 (02): 542-550 [摘要] ( 44 ) RICH HTML PDF (11318 KB) ( 32 )

	551	基于Transformer的胃癌显微高光谱图像分割方法
		张然^1，2，金伟^1，2，牟颖¹，于丙文²，柏怡文²，邵益波^1，2，平金良^3*，宋鹏涛³，何湘漪³，刘飞³，付琳琳³
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0551-07
		胃癌是全球第五常见的恶性肿瘤并死亡率较高，严重威胁人类的生命健康。因此，早期识别胃癌病变对早期胃癌诊断至关重要。显微高光谱成像技术作为一种新兴技术，可以在微观层面同时获取生物组织丰富的光谱信息和空间信息，为早期病理切片诊断提供了一种新的思路。利用显微高光谱成像系统，采集了在400～1 000 nm波段范围的胃癌显微高光谱病理图像，通过光谱校正等预处理构建了包含230张图像的胃癌显微高光谱数据集。尽管基于空间注意力的方法在图像分类、分割等领域已取得了显著成果，但在处理高光谱图像时仍面临计算复杂度高以及光谱信息利用不充分的问题。为此，提出了基于卷积和注意力机制的混合双分支Transformer（MDBT）的特征提取主干网络模型。该模型通过交替应用空间混合模块和通道混合模块，实现块间和块内的空间和通道特征聚合。具体而言，设计了窗口注意力和卷积双分支以及空间和通道交互结构。这种设计不仅降低了计算复杂度，还通过卷积交互实现了窗口间信息交互和特征融合，从而克服了窗口注意力感受野受限的问题，进一步提高了Transformer的全局建模能力。在进行图像分割实验中，采用UperNet模型作为解码头网络对主干网络提取得到的特征进行还原，以得到最终的分割结果。在采集得到的胃癌高光谱数据集上进行了五折交叉验证实验，结果表明本模型的平均mDice和mIoU分别达到85.39、74.66，性能优于目前UNet、Swin、PVT、VIT等主流图像分割网络模型。同时设计一系列消融实验，验证本文提出空间和通道双混合模块、卷积与窗口注意力双分支等结构对实验结果的优化效果。实验结果表明本文提出的MDBT模型能够有效利用高光谱图像丰富的空间和光谱信息，提高胃癌图像分割准确率，证明显微高光谱成像技术在胃癌诊断方面具有一定的研究意义和应用价值。
		2025 Vol. 45 (02): 551-557 [摘要] ( 36 ) RICH HTML PDF (14284 KB) ( 21 )

	558	基于HE-CSR的红外与可见光图像改进融合方法
		朱榕¹，郑万波^1，2，3*，王耀^2，3，谭春琳^2，3
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0558-11
		红外与可见光图像由于二者之间存在互补特性而成为图像融合研究领域重要的源图像。目前红外与可见光图像融合方法存在的一个问题是图像中纹理信息的细节保存能力有限。为解决此问题，首先采用基于直方图均衡化（HE）的方法分别对配准后红外和可见光图像灰度值的范围进行动态扩展，实现图像增强，使得图像中的纹理信息更加突出，同时图像的背景与纹理细节之间的对比度也得以提高。其次，采用L₀梯度最小化滤波器分别对增强后的图像进行平滑处理，得到图像的背景层，然后通过源图像与背景层进行差运算得到细节层，实现红外和可见光图像的分解。再次，将卷积稀疏表示（CSR）与特征相似性分析结合应用于红外与可见光图像融合：对两个包含丰富纹理信息的细节层采用基于卷积稀疏表示的融合策略进行融合，该过程中为了降低卷积稀疏表示的误配敏感度，采用基于窗口的平均策略对图像活动水平图进行处理，使卷积稀疏表示对误配不敏感；针对背景图像中存在大量冗余信息的问题，对两个背景层进行特征相似性分析，并以此作为确定二者在的融合过程中的重要程度的依据。最后，通过L₀梯度最小化图像分解的逆变换重构初步融合后的细节层和背景层，得到红外与可见光图像的融合结果。采用TNO数据集中21个场景的场景1（建筑）和场景2（树林）两组图像进行主观视觉分析，观测结果表明基于HE-CSR的融合方法较现有CVT、DTCWT、FPDE、GTF、IFEVIP、LP、RP和CSR共8种图像融合典型方法，在视觉上更好地保留了图像中的纹理细节；同时，进一步对TNO数据集所有场景图像融合效果进行客观指标评价，结果显示基于HE-CSR的融合结果的SF、SD、SCD、AG、EN、CC的6个评价指标值分别为7.316 6、37.350 5、1.704 1、5.571 4、6.756 3和0.744 6，分别提高了19.54%、21.87%、13.11%、31.31%、2.17%和8.23%。实验结果表明，所提出的HE-CSR融合方法在主观视觉分析和客观指标评价上都优于其他典型方法，为红外与可见光图像融合提供一种新的更有效的模型及方法。
		2025 Vol. 45 (02): 558-568 [摘要] ( 43 ) RICH HTML PDF (86248 KB) ( 20 )

	569	基于PCA-DBO-SVR的林地土壤有机质高光谱反演模型
		邓昀^1，2，王君^1，2，陈守学^2*，石媛媛³
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0569-15
		森林土壤有机碳（SOC）是土壤中的有机物质（SOM）的碳部分，它对维持森林生态系统的平衡和稳定非常重要。传统实验通过化学方法分析土壤中有机物质的含量进而计算土壤中的有机碳，此类化学方法费时费力且产生化学废水污染环境。高光谱技术可以非接触、高效率地检测出土壤的养分信息。针对现有机器学习土壤有机质预测模型的精度和计算效率方面的不足，以广西国有黄冕林场和国有雅长林场为土壤样品采集点，基于全光谱数据利用主成分分析算法（PCA）筛选特征波段的最佳波长数量，并利用比一阶微分处理数据更加精细且能平衡光谱噪声和光谱分辨率之间的关系的分数阶微分为预处理方法之一对光谱数据进行变换处理，最后采用相对于传统的中心化算法拥有较高鲁棒性和容错能力的蜣螂算法（DBO）对支持向量回归机（SVR）的高斯核函数的参数组合进行优化。研究结果表明，PCA-DBO-SVR模型可以有效提高土壤有机质预测的决定系数R²并降低预测均方根误差（RMSE）。PCA-DBO-SVR在对比预测模型中表现出最佳的泛化性能和准确度，其验证集R²为0.942，RMSE为2.989 g·kg^-1，展现了较好的准确性。
		2025 Vol. 45 (02): 569-583 [摘要] ( 34 ) RICH HTML PDF (25162 KB) ( 42 )

	584	赋权组合模型溯源山楂产地的高光谱方法
		方澳，殷勇^*，于慧春，袁云霞
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0584-07
		不同产地的山楂因生长环境和地理气候的差异，导致其品质的参差不齐，因此确定山楂的地理产区具有重要的意义。为了提高山楂产地溯源模型的稳定性和准确性，提出了一种基于误差倒数赋权的组合鉴别模型。首先，利用高光谱成像技术采集了456个山楂的高光谱信息，通过对比卷积平滑（SG）、多元散射校正（MSC）和标准正态变量（SNV）3种预处理方法，并使用预处理后的数据和原始数据构建BP神经网络（BPNN）和随机森林（RF）模型，根据其准确率确定了SNV为平均光谱值的预处理方法。然后，对山楂的高光谱图像进行主成分分析，选取第1主成分图像并根据全波段下的权重系数筛选出6个特征波长，对应的平均光谱值作为其光谱信息表征值。其次，分别提取第1主成分图像和特征波长对应灰度图像的纹理特征，并将特征波长的光谱表征值与其对应图像的纹理表征值、主成分图像纹理表征值进行组合以构造产地溯源鉴别模型的输入向量。最后，分别选择BP神经网络（BPNN）、随机森林（RF）和赋权组合模型（BPNN-RF）3种方法进行鉴别模型构建，并选取准确率（Acc）和宏F1分数（macroF1）2个评价指标对不同输入向量所构建的山楂产地鉴别模型进行评价分析。结果表明，相同输入向量所建BPNN-RF模型的准确率和宏F1分数大都优于BPNN模型和RF模型的准确率和宏F1分数，其中采用3种表征值组合而成的输入向量，其所建BPNN-RF模型实测集的准确率由89.01%提高到98.90%，宏F1分数也由89.32%提高到98.95%，说明了基于误差倒数赋权BPNN-RF组合模型对山楂产地的鉴别能力最强，效果最好，优于单一的鉴别模型。该研究为不依赖理化分析、仅靠高光谱信息即可实现山楂产地的溯源提供了一种方法支撑。
		2025 Vol. 45 (02): 584-590 [摘要] ( 35 ) RICH HTML PDF (7060 KB) ( 13 )

	591	基于3DEEMs-PARAFAC的长荡湖溶解性有机物（DOM）来源及分布特征研究
		宦娟¹，郑永春¹，徐宪根²，张浩¹，袁佳龙¹，李鑫城¹，周立万^2*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)02-0591-10
		湖泊水质直接影响周边生态、人类健康和经济，而现代工业、城市化带来的压力使得湖泊面临着严峻挑战，需要深入了解变化、寻找污染源，并采取有效措施维护生态健康和人民生活水质安全。因此，基于三维荧光（3DEEMs）和平行因子（PARAFAC）方法，对2022年长荡湖及其周边面源的水质溶解性有机物（DOM）的荧光光谱进行分析，探讨了长荡湖DOM的荧光组分来源及时空分布，同时对比周边面源荧光与湖体荧光的相似性。结果表明，长荡湖水体的溶解有机质（DOM）荧光主要由两类荧光组分构成：类蛋白荧光组分（C1）和类腐殖质组分（C2、C3、C4）。这些组分与周边印染、生活排放以及水产养殖等源头的荧光组分相似度较高。长荡湖在不同水期各类荧光分布存在差异，特别是丰水期，荧光强度主要集中于下游出湖口。长荡湖荧光特征参数FI的值为（1.68~1.75），BIX的值在（0.92~0.93），HIX的值在（0.56~0.7），表明长荡湖DOM的增量以内源为主。综合分析显示，长荡湖的有机质主要来自水生动植物和藻类的腐解等内源增量。冗余分析结果表明，与湖体DOM相关性较大的环境因子主要包括Chl-a和COD。本研究不仅对解决当地生态环境问题具有积极作用，同时也为其他湖泊生态系统的研究提供了有价值的实践经验。
		2025 Vol. 45 (02): 591-600 [摘要] ( 23 ) RICH HTML PDF (20070 KB) ( 19 )

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