光谱学与光谱分析

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2025年 45卷 05期刊出日期：2025-05-01

论文

论文

	1201	微生物气溶胶荧光法在线监测及其校准技术研究进展
		胡兴枝^1，2，刘晓萌^2*，张圣梓²，向军¹，汪洪军²
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1201-08
		微生物气溶胶监测对于确保国家安全和人类健康至关重要。基于荧光探测技术的在线监测方法，凭借其响应快速、便携性强和灵敏度高等优势，在微生物气溶胶监测领域脱颖而出。该方法能够精确识别单个生物气溶胶颗粒，并实时监测环境中的气溶胶含量。其工作原理在于利用紫外激光诱导生物粒子的本征荧光，再通过对其本征荧光的探测实现对生物粒子的识别。虽然荧光法在线监测设备在监测环境空气中生物粒子的浓度和粒径大小方面具有显著优势，但我国在这一领域的技术发展尚处于初级阶段。近20年来，国际上基于激光诱导的微生物气溶胶在线监测设备取得了显著进展。这些进步主要体现在探测粒径范围扩展，探测粒子种类增加，探测分选通道细分，以及机器人与算法编程语言的进步，以及激发光成本优化等方面。然而，由于缺乏标准的荧光校准方法，这些仪器的定量和应用受到限制，同时也增加了不同测量结果之间比对的复杂性。随着在线监测仪器的应用更加广泛，荧光法探测气溶胶仪器的性能评价和校准技术研究逐渐受到关注。目前，针对荧光法生物气溶胶探测系统的校准研究已开始起步，但尚未形成统一的性能评价准则。简要介绍了荧光法在线监测仪器的发展，并首次对基于荧光法单粒子在线监测及其校准技术的研究现状进行了汇总。为微生物气溶胶探测技术的发展和微生物气溶胶探测仪器性能评价体系的建立提供有力支撑。
		2025 Vol. 45 (05): 1201-1208 [摘要] ( 8 ) PDF (6196 KB) ( 2 )

	1209	吸收光谱线二次谐波的频率分解和SG滤波复合降噪
		涂兴华，栾小晨，王战
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1209-08
		针对微弱气体吸收光谱线的二次谐波信号检测过程中存在的噪声干扰问题，提出利用频率分解（FD）和Savitzky-Golay滤波（SG滤波）相结合方法（简记为FD-SG滤波）对含噪信号进行降噪。频率分解是一种用于分解复杂信号的数学方法，其优点是能够自主选择分解个数或者采用非递归方式求解。SG滤波能够对成组的数据进行处理，在维持信号变化趋势和宽度的同时提高数据的精准度。首先对含噪信号进行频率分解，再进行SG滤波二次降噪处理，最后将滤波后的有效层分量进行重构，得到降噪后的二次谐波信号。讨论分析了频率分解后各层分量的分布情况，验证有效信号主要分布在第一层分量内，并且仍会含有残余噪声；通过构建调节因子P选取最优的SG滤波框长，使得有效层残留噪声得到有效去除。针对空气中的CO₂，采用1 578.222 nm的吸收光谱线进行实验，结果显示二次谐波信号中存在大量噪声，尤其在扫描周期交界处出现大尖峰噪声。通过拟合曲线扣除处理和频率分解，发现大尖峰噪声未明显减弱。随后结合SG滤波处理并比较了二次谐波与大尖峰峰值的关系，结果表明SG滤波能够有效减弱大尖峰噪声，选择合适滤波框长即可得到较为理想的降噪效果。在对人体呼出CO₂的二次谐波信号进行检测时，发现吹气引起的湍流导致信号幅值增大并抖动，通过FD-SG滤波处理成功抑制了噪声，恢复出较为平滑的二次谐波信号。验证了该算法对实际微弱气体检测的二次谐波信号降噪的性能，在实现噪声抑制及大尖峰结构噪声的减弱方面表现出较突出的优势。这对微弱气体检测方面提高信号质量和系统精度有积极意义。
		2025 Vol. 45 (05): 1209-1216 [摘要] ( 5 ) PDF (6211 KB) ( 1 )

	1217	急性呼吸道感染的病毒检测新策略：基于SERS和机器学习方法
		姜恒¹，吕紫薇¹，李洋²，董妥^1*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1217-08
		快速准确地检测引发急性呼吸道感染（ARI）的常见病毒，对于公共卫生防控至关重要。尽管传统的病毒检测方法在一定程度上满足了临床需求，但其往往存在耗时较长、成本较高或灵敏度有限等局限性，亟需更为快速和高效的检测手段。表面增强拉曼光谱（SERS）技术因其高灵敏度和特异性，逐渐成为病毒检测领域的研究热点。研究旨在开发一种结合SERS技术与机器学习方法的新型高效检测策略，以实现对呼吸道合胞病毒（RSV）、甲型流感病毒（IFA）和人腺病毒（HAdV）的精准检测。采用柠檬酸盐制备银纳米颗粒（Ag@cit），将碘离子孵育和钙离子聚集的银纳米颗粒（Ag@ICNPs）作为SERS基底。Ag@ICNPs具有适合病毒检测的优质“热点”，能够超快速、高灵敏、无标记地捕获呼吸道病毒的特征指纹图谱。为了进一步提高检测的效率和准确性，将机器学习方法引入到SERS技术中，通过对多种机器学习算法的改进，成功建立了病毒分类器，能够在3 min内对检测限低至1.0×10² copies·mL^-1的三种病毒进行快速鉴定，且准确率高达100%。此外，利用病毒浓度与特征峰强度间关系所构建的浓度依赖性曲线，具有良好的线性关系（R²均大于0.998），为量化样本中病毒含量提供了可能性，这对于临床通过病毒负荷的变化监测治疗效果和病情进展具有重要意义。该研究揭示了“SERS@机器学习”联合应用在呼吸道病毒快速精准检测中的显著优势，并为ARI临床诊断提供了一种具有潜在应用价值的新途径，有望在未来成为临床诊断和公共卫生防控中的重要工具。
		2025 Vol. 45 (05): 1217-1224 [摘要] ( 4 ) PDF (20632 KB) ( 1 )

	1225	基于均匀插值的浮游藻类规范光谱库构建方法及应用
		张小玲¹，王思琦¹，赵南京^2*，殷高方²，董鸣^2，3，王翔⁴，张胜俊¹，陈玮杰¹
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1225-11
		浮游藻类是海洋生态系统中最重要的生产者。离散三维荧光光谱法解决了连续三维荧光光谱仪运行条件要求高的问题，能够满足浮游藻类的在线与原位监测需求。但活体荧光不稳定性以及色素组成相似性导致的不同藻类光谱之间离散三维荧光光谱差异降低的问题，限制了浮游藻离散三维荧光光谱法的实际应用。本工作研究了不同生境条件下硅藻和甲藻三维荧光光谱特征，分析了常见的浓度归一化平均值（以下称平均法）规范光谱库构建方式的局限性，在此基础上提出了一种基于均匀插值的规范光谱库构建方法。通过实验分别研究了浮游藻类规范光谱库的最佳插值范围和最优插值数目，结果表明，M±2S范围的平均覆盖率达88%，平均相关系数达0.98，是光谱库的最优插值的范围。当插值数目为10条时，测量准确性比平均法提高了近13%，运算时间为0.494 8 s，是兼顾准确性和运算效率的最优插值数目。基于此，构建基于均匀插值的硅藻和甲藻类规范光谱库，结合最小二乘多元线性回归分析，对实验室配置的浓度已知藻类样品进行三维荧光光谱解析，并与平均值法解析结果进行比较。结果表明，采用均匀插值法构建的规范光谱库，对5种不同浓度梯度藻样本的测量值与标准叶绿素a浓度之间的相关系数（k值）范围为0.828~1.149，决定系数（R²）在0.616~0.953之间。对硅藻门识别失败的样本数量从平均值法的21个显著减少至仅2个，对硅藻和甲藻的解析相对误差平均值分别为36.9%和30.7%，较平均值法分别降低了20.6%和19.0%，表明基于均匀插值的规范光谱库构建方法非常有效地提高了硅藻和甲藻的定量解析精度。将此建库方式分别扩展至蓝藻、绿藻和隐藻，并应用于海水叶绿素原位监测仪（AFA）的南海试验。本研究为浮游藻类快速准确测量提供了一种有效的技术方法，也为未来海洋生态监测和环境保护提供了有力的科学支撑。
		2025 Vol. 45 (05): 1225-1235 [摘要] ( 5 ) PDF (16178 KB) ( 1 )

	1236	基于高光谱成像结合机器学习的半夏饮片鉴别
		李若彤¹，胡会强²，曹诗宇¹，卢孟瑶¹，刘梦然¹，付嘉玥¹，毛晓波²，王海波^3，符玲^1，3
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1236-07
		《中国药典》2020版关于“半夏”项下收载有：生半夏、清半夏、姜半夏和法半夏四种饮片。由于它们的外形相似、气味特征小，在生产管理、市场流通以及临床使用中极易混淆。常规化学检测受限于仪器试剂，且步骤繁琐，因此非常有必要探索建立一种准确、快速、无损的半夏饮片检测方法。尝试采用高光谱成像技术结合机器学习对四种半夏饮片进行了鉴别。采用主成分分析法（PCA）对高光谱数据进行特征提取，并基于全波段数据模型建立了支持向量机（SVM）、逻辑回归（LR）、多层感知机（MLP）、随机森林（RF）四种分类模型；通过四种分类模型对半夏饮片的训练集准确率和测试集准确率进行了考查，对四种模型在最佳性能下主成分占比进行了分析；此外，还对四种半夏饮片的高光谱数据进行了可视化降维分析（t-SNE）。基于PCA构建的SVM、LR、MLP和RF四种分类模型均能实现对四种半夏饮片的精准鉴别，其测试集精度分别为80.76%、96.45%、96.59%、86.77%，其主成分占比分别为60%、80%、70%、80%。t-SNE可视化降维分析结果说明了姜半夏和清半夏比较接近，和生半夏相比，成分有部分改变；法半夏经过炮制后，化学成分变化较大，和其他三种饮片差异非常明显。四种半夏的平均光谱反射率结果也与此一致。该研究首次将高光谱成像技术结合机器学习应用于半夏饮片预测建模，实现了准确、快速、无损鉴别，为其生产流通、临床正确使用提供了新的鉴别方法和科学依据。
		2025 Vol. 45 (05): 1236-1242 [摘要] ( 5 ) PDF (5061 KB) ( 2 )

	1243	基于显微高光谱成像技术的尿沉渣结晶样本分析
		邓颖佼¹，陈军²，王健生¹，胡刘平³，张晴¹，杜玉珍³，王妍¹，李庆利^1*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1243-08
		尿液有形成分（尿沉渣）的分析在临床中具有重要意义，医生通过观察尿沉渣中的颗粒、细胞和结晶等成分，可以获取患者泌尿系统健康状况信息，对泌尿系统相关疾病的诊断至关重要。然而，目前尿沉渣结晶的识别主要依赖于医师在显微镜下观察，存在费时费力、主观性强、准确性不足等问题。基于图像分析技术的显微尿沉渣图像自动分析研究备受关注，但该类方法仅依赖形态信息对结晶样本进行分类，对于形态相似的结晶样本难以区分、分类准确率低。将显微高光谱成像技术引入到尿沉渣结晶样本的分析中，使用自主研发的显微高光谱成像系统，获取尿沉渣结晶样本的显微高光谱图像数据并进行分析识别。获取了包括草酸钙、胱氨酸、磷酸钙、尿酸以及三联磷酸盐五类尿沉渣结晶样本的显微高光谱数据。在该数据集上训练了支持向量机(SVM)、K最邻近（KNN）、决策树（DT）以及神经网络（NN）四种机器学习分类器模型，对五类尿沉渣结晶样本进行分类。SVM、KNN、DT和NN分类器的五类尿沉渣结晶分类准确率分别达到了0.959 8，0.959 8、0.982 9以及0.991 7。研究结果表明，将显微高光谱成像技术用于尿沉渣样本的分析，不仅可以获得尿沉渣结晶样本空间信息，还能提取具有判别性特征的光谱信息，从而可以辅助医生进行尿沉渣结晶分类，为尿沉渣自动化镜检提供了一种新的方法和思路。
		2025 Vol. 45 (05): 1243-1250 [摘要] ( 6 ) PDF (16650 KB) ( 1 )

	1251	基于近红外光谱与深度域自适的芒果品种识别
		李统乐¹，陈潇²，陈孝敬¹，陈熙¹，袁雷明¹，石文¹，黄光造^1*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1251-06
		不同品种的芒果不仅具有不同的品质，还具有不同的经济效益。传统芒果品种识别方法通常较为依赖从业者的经验费时费力。如何快速地对芒果品种进行识别是需要解决的问题。近红外光谱是一种快速、无损的检测方法。通常可以通过结合机器学习方法和近红外光谱数据识别不同品种的芒果。由于仪器、季节或年份等原因，同一品种芒果的近红外光谱可能会有差别。差别会导致先前批次测量的样本（源域）和新批次测量的样本（目标域）之间的数据分布有所不同。数据分布的不同会导致先前建立好的分类模型不能对新测量的芒果样本准确分类。本工作重点研究工作温度和季节等因素导致芒果近红外光谱数据的分布差异。域自适应方法可以解决由于数据分布不同而导致的模型不适用。使用深度域自适应神经网络（DANN）模型解决这类问题。DANN模型通过对抗性的学习方式将两个域之间的特征对齐，有效实现了跨领域的样本分类。将DANN与无监督动态正交投影（uDOP）和联合分布适配（JDA）两种基于统计学习的传统域自适应方法进行了对比。应用这三种方法的实验结果表明，DANN模型在芒果种类的二分类任务中，对测试集的分类准确率达到94%。在芒果种类的多分类任务中，DANN模型的分类准确率相比uDOP和JDA方法高超过10%。结果表明，DANN模型可以很好地解决由于两个领域之间近红外光谱数据分布不同所导致的芒果品种识别的问题。
		2025 Vol. 45 (05): 1251-1256 [摘要] ( 6 ) PDF (8486 KB) ( 2 )

	1257	基于Bi-LSTM网络的游标传感器输出解调技术
		曾心，郭茂森^*，张昕，丁晖，胡红利
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1257-07
		针对光学游标传感器输出解调难的问题，提出基于双向长短时记忆（Bi-LSTM）网络的光谱数据预测技术。利用Bi-LSTM网络对数据序列的预测能力，实现了宽光谱范围的光谱数据预测，从而解决了游标传感器由于工作光谱范围有限的光源或光谱扫描技术，而导致游标传感器难以实现输出解调的技术难题。采用该方法，只要采集有限波长范围的传感器输出光谱，利用训练好的Bi-LSTM模型就能够在较宽的波长范围内准确预测传感器输出光谱的包络曲线，从而极大降低了对游标传感器工作光谱范围的技术要求。介绍了Bi-LSTM网络用于游标传感器输出解调的基本原理和实现过程，实验证明了该方法对游标传感器输出光谱数据预测的准确性，其预测曲线与实际光谱包络在波峰处的波长最大误差～0.02 nm，幅值最大误差仅为0.058%。验证了Bi-LSTM网络对具有不同包络周期的游标传感器输出解调的泛化性，针对不同包络周期的游标传感器输出光谱，其最大预测误差为0.02 nm，最大均方根误差（RMSE）为9.72×10^-5，证明了所训练的Bi-LSTM网络对不同包络周期的游标传感器输出光谱都具有准确的“预测性”和“跟踪度”。研究表明，实际工作中只要光源的波长范围能够覆盖游标传感器的1/2个光谱包络周期（绝大多数情况下可以满足），利用Bi-LSTM网络能够在宽光谱范围内，实现对传感器输出光谱的准确预测，从而极大降低了对游标传感器的工作光源（或其他光谱扫描技术）的光谱范围的要求。本研究解决了游标传感器的输出解调光谱范围过宽的难题，具有理论及实际应用意义。
		2025 Vol. 45 (05): 1257-1263 [摘要] ( 3 ) PDF (3876 KB) ( 1 )

	1264	基于双金属层(Au/Ag)/MXene/WS₂/BP的表面等离子体共振传感器
		邹丹旦¹，白玉杰^1，2，马思帆¹，祝四强^1*，潘建兵³
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1264-06
		含盐量检测传感器对于快速和准确地检测溶液含盐量具有重要意义，特别是对于高海拔复杂环境下电力设备外绝缘的盐密度监测。传统检测方法通常存在操作复杂、检测时间长、灵敏度低等缺点，难以满足现代工业生产的需求。为了改善这一问题，文章提出了一种新型的表面等离子体共振(SPR)传感器，该传感器结合了金(Au)和银(Ag)的双金属层优点，以及二维材料MXene、二硫化钨(WS₂)和黑磷(BP)的独特性质，如高导电性、亲水性、优异的热稳定性和吸附能力。通过优化传感器的各层结构，进而对比传感器不同金属结构的共振光谱检测灵敏度，结果表明这种双金属层(Au/Ag)/MXene/WS₂/BP结构传感器具有高达200°·RIU^-1的灵敏度。该传感器具有更强的检测能力，因此能够准确、快速地检测溶液含盐量，对环境保护、资源利用和安全生产提供有力支持。
		2025 Vol. 45 (05): 1264-1269 [摘要] ( 2 ) PDF (5553 KB) ( 1 )

	1270	芬氟拉明分子的密度泛函理论计算研究
		关力畅^1，2，冯磊^2，3，赵楠^1，蒋雪梅^2
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1270-07
		因芬氟拉明(fenfluramine)可抑制食欲，不少商家非法将其添加在食物中进行售卖。食用芬氟拉明后，可引发肝脏功能异常、瓣膜性心脏病、原发性肺动脉高压等严重影响身体健康的疾病。因此研究芬氟拉明分子的结构、光谱、分子激发等具有十分重要的实际意义。基于密度泛函理论(DFT)，使用B3LYP泛函6-311++G(2d, 2p)基组，对芬氟拉明分子进行结构优化。在此基础上对该分子的结构、前线轨道、拉曼光谱、静电势能和紫外光谱开展了一系列详细的研究。获得了芬氟拉明分子的基本结构信息，其最高占据分子轨道和最低未占据分子轨道均为alpha+beta型轨道，能量分别为-6.25和-1.22 eV，能级差为5.03 eV。实验拉曼光谱中756.5和1 003.5 cm^-1位置有两个强峰，其中756.5 cm^-1位置的强峰为CF₃的对称变形振动和苯环上C═C的不对称变形振动；1 003.5 cm^-1位置的强峰为苯环上C═C的对称变形振动，是间位双取代苯的特征谱带。实验拉曼光谱和计算拉曼光谱的线性拟合方程为y=0.988x+10.328，R²=0.999，呈现出较好的一致性。文章还讨论了芬氟拉明分子的表面静电势能分布和激发态性质。芬氟拉明分子共包含17个静电势能极大值点和12个静电势能极小值点。在-0.01～0.025 a.u.能量区间静电势能的表面积分布较为均匀。分子的紫外光谱主要由第1、2、3激发态决定，其中第2激发态的贡献率高达82.516%。利用空穴-电子分析法分析得出，S0→S1和S0→S2的激发类型均为胺基到苯环方向上的n-pi^电荷转移激发；S0→S3的激发类型是胺基到苯环方向的n-pi^电荷转移激发，同时伴随胺基到附近碳链的n-σ^*局域激发。以上这些基础理论计算工作不仅为食品中非法添加芬氟拉明的检测提供了理论依据，还为研究其衍生物提供理论基础。
		2025 Vol. 45 (05): 1270-1276 [摘要] ( 5 ) PDF (10916 KB) ( 2 )

	1277	Eu³⁺掺杂的ZnO/ZnS荧光粉的制备与发光性能
		张岚^1，2，王喜贵²
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1277-06
		采用溶胶-凝胶法和沉淀法相结合制得了Eu³⁺掺杂ZnO/ZnS的红色荧光粉。利用XRD、FTIR、TEM和EDS等设备对所得系列红色荧光粉样品进行实测。测试结果表明红色荧光粉含有ZnO和ZnS，它们属于六方相结构。利用荧光光谱仪测试，探讨了红色荧光粉的发光性能和发光机理。结果表明，ZnO和ZnS结合可形成新能带结构和增大复合概率，从而提高了红色荧光粉的发光性能。荧光粉中Eu³⁺位于无反演中心格位，以电偶极跃迁(⁵D₀-⁷F₂)为主。荧光粉的最佳Eu³⁺掺杂量0.1(摩尔分数)，最佳退火温度800 ℃。
		2025 Vol. 45 (05): 1277-1282 [摘要] ( 4 ) PDF (8995 KB) ( 1 )

	1283	EDXRF与机器学习结合用于含重金属电镀污泥的快速分类识别
		李伟艳¹，滕婧^2，郑智慧^3，4，石靖靖⁴，石垚^4，李志宏⁴，张晨牧⁴
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1283-07
		电镀污泥等含重金属类危险废物的快速分类识别对区域生态环境质量监管至关重要。采用课题组自研发的能量色散型X射线荧光光谱仪（EDXRF），采集了东莞市100余家企业的八种不同类型电镀污泥的光谱信息。对谱图信息进行降噪和标准化处理后识别出关键分类因子，并将其作为输入变量；对不同机器学习模型进行训练比较，确定了含重金属电镀污泥X荧光快速分类识别的最佳方法体系。结果表明，铁、铜、镍、锌、铅、钙6种金属元素的特征谱线信号可作为电镀污泥的关键分类因子，尽管随机森林（RF）、支持向量机（SVM）、线性判别（LDA）三种机器学习模型经训练后均能实现X荧光光谱对电镀污泥的准确分类识别，但只有RF模型的准确度、精确度和灵敏度均可达到100%。机器学习与EDXRF技术的结合，能够有效解决传统含重金属类危险废物识别方法所存在的耗时长、时效性差等关键问题。在未来，这一结合在土壤重金属污染快速溯源以及重金属危险废物快速鉴别等生态环境监测管理领域具有广泛的应用前景。
		2025 Vol. 45 (05): 1283-1289 [摘要] ( 6 ) PDF (7022 KB) ( 1 )

	1290	反向传播神经网络结合紫外-近红外融合光谱对“互助”青稞酒的判别研究
		赵玉霞¹，张明锦^1，3*，王茹¹，张世芝²，殷博^1，3
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1290-10
		“互助”青稞酒作为保护地理标志产品，对其准确评价分类具有重要意义。紫外光谱（UV）和近红外光谱（NIR）技术具备快速、准确、无损检测、无需样品预处理等优势，在食品等领域已广泛应用。本研究采用UV、NIR及紫外-近红外中级数据融合光谱（UV-NIR）结合反向传播神经网络（BPNN）法建立了快速、无损、高效的“互助”青稞酒判别分类模型。由于光谱特征峰叠加干扰，未经优化的光谱受到噪声和基线漂移等影响，采用标准正态变量变换（SNV）、Savitzky-Golay平滑（SG）、一阶导数（1D）和二阶导数（2D）4种预处理方法对光谱进行去噪处理。相对单一光谱，融合光谱能够互补多元化学信息，提高分类模型性能，通过竞争自适应重加权采样（CARS）、连续投影算法（SPA）、主成分分析（PCA）、变量投影重要性分析（VIP）和变量组合集群分析（VCPA）5种变量筛选方法选择特征变量，达到优化模型性能及融合两种光谱有效信息。选择最佳方法建立单一光谱和融合光谱的BPNN模型。结果表明，UV光谱经SNV预处理以SPA选择30个特征变量建立的分类模型识别效果最好，分类准确率为100%，MSE值、R²_P、R(Train)、R(Validation)、R(Test)和R(All)分别为0.018 0、1、0.928 3、0.958 7、0.913 0、0.929 7；NIR和UV-NIR经SG预处理后以PCA分别选择84和106个特征变量建立的分类模型识别效果最好，NIR光谱分类准确率为100%，MSE值、R²_P、R(Train)、R(Validation)、R(Test)和R(All)分别为0、1.000、1.000、1.000、1.000、1.000；UV-NIR光谱分类准确率为100%、MSE值、R²_P、R(Train)、R(Validation)、R(Test)和R(All)分别为0.005 7、1.000、1.000、0.987 1、0.991 3、0.996 4；与单一光谱建模相比，融合光谱可明显提高分类模型的预测能力和稳健性，实现“互助”青稞酒的快速、无损分析。
		2025 Vol. 45 (05): 1290-1299 [摘要] ( 6 ) PDF (13898 KB) ( 1 )

	1300	基于高光谱成像和SSFNet的棉花黄萎病严重程度检测
		吴念倚¹，仓浩¹，高秀文¹，李泳泉¹，谭菲¹，狄若愚¹，阮世伟¹，高攀^1，吕新^2
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1300-10
		黄萎病对棉花产量和质量构成严重威胁。快速、准确地检测黄萎病严重程度是棉花黄萎病(CVW)控制的基础。现有的CVW检测主要集中在图像或光谱级别，忽略了特征融合的重要性，这限制了模型的性能。为解决此问题，提出了一种CVW等级检测方法图谱特征融合模型(SSFNet)。首先，选择对受感染植物像素变化敏感的LAB颜色空间进行数据增强，以丰富RGB图像的特征表示，并使用改进的ResNet网络构建图像特征提取模块。此外，还构建了光谱特征提取模块，并比较最小绝对收缩和选择算子（LASSO）以及主成分分析（PCA）算法选取的特征波段与全光谱之间的差异。最后，基于图像和光谱级别的探索构建了特征融合模型SSFNet。实验结果显示，相较于用单一数据类型特征进行检测，图谱特征融合方法SSFNet效果最好，F₁分数达到了95.96%，展现了图谱特征融合方法与深度学习技术结合在CVW等级检测中的潜力。
		2025 Vol. 45 (05): 1300-1309 [摘要] ( 4 ) PDF (22496 KB) ( 1 )

	1310	高光谱成像的草莓缺陷检测及可视化
		赵路路^1，2，周松斌^1，2，刘忆森^1，2*，庞锟锟^1，2，殷泽轩^1，2，陈红^1，2
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1310-09
		草莓在采摘、运输、贮藏、包装和销售过程中容易造成不同程度损伤与缺陷，如淤伤、冻伤，真菌感染等，给果农和销售商带来较大的经济损失。高光谱技术是光谱传感与视觉技术的结合，可实现水果各类品质缺陷的无损检测。然而，目前高光谱水果检测的建模方法仍存在两个方面的问题：首先，输入信息主要采用平均光谱为主，对高光谱的图像信息利用不足；其次，目前卷积网络已成为高光谱信息处理的发展趋势，但卷积网络存在感知域较小，难以获得谱段或图像信息的长程关系。为解决上述问题，实现多种草莓缺陷的准确检测与识别，提出空间光谱变换网络（SSTN）对四类（健康、瘀伤、冻伤、感染）草莓的近红外高光谱数据（900～1 700 nm）进行分类。SSTN以Vision Transformer(ViT)网络为主体，将高光谱数据块进行位置编码作为输入信息，从而实现“图谱联合”建模，其内部的多头注意力机制还可捕获长距离谱段/图像关系。实验方面，以128个健康、128个淤伤、128个冻伤、118个感染，共计502个草莓作为样本，按照1∶1的比例随机划分训练集和测试集，进行分类建模实验。结果显示，SSTN模型的分类准确率最高，达到99.20%，相比于一维卷积神经网络（1D-CNN）、二维卷积神经网络（2D-CNN）和注意力卷积网络（CBAM-CNN），精度分别提升了3.8%、3.3%及1.5%。为了能够进一步可视化各类草莓缺陷的具体位置，将训练好的2D-CNN、CBAM-CNN和SSTN模型分别与Score-CAM结合进行可视化。缺陷可视化结果显示，CBAM-CNN模型中的卷积注意力机制能够提升缺陷定位的准确性，而具有多头注意力机制的SSTN模型结合Score-CAM获得最佳的可视化效果，能够准确的显示出缺陷的位置和缺陷形状轮廓。该研究为建立一种快速、无损、自动化的草莓缺陷检测方法提供参考。
		2025 Vol. 45 (05): 1310-1318 [摘要] ( 5 ) PDF (19209 KB) ( 1 )

	1319	光谱法耦合增敏剂降低铜冶炼烟尘中微量铟检出限的研究
		屈伟^1，2，李子尚^1，2，李倩^1，2，张红致^1，2
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1319-06
		对于铜冶炼烟尘中微量铟的测定，标准方法采用火焰原子吸收光谱法，铟含量的测定范围为0.020 0%～0.100%，无法实现铟含量低于0.020 0%的测定。对于铟含量低于0.020 0%的测定，参照国家标准《锌精矿化学分析方法》，但测试过程中需要用乙酸丁酯萃取微量的铟，再用盐酸溶液反萃，步骤繁琐、操作复杂、分析费时，不能快速配合选矿、冶金的科学研究。文章研究了在盐酸介质中，表面活性剂曲拉通X-100（OP）存在下，光谱法耦合增敏剂丙酮（Ac），降低了铜冶炼烟尘中微量铟的检出限。机理研究发现：在一定条件下，铟离子、丙酮和和曲拉通X-100形成三元配合物，对铟的原子吸收光谱产生协同增敏效应，改善了铟原子吸收光谱的强度，增加了其灵敏度。运用多元线性回归分析拟合出吸光度（A）与铟（In）、丙酮（Ac）和曲拉通X-100（OP）的浓度关系, 运用多元线性回归分析求极值法，计算出三元配合物的摩尔比为1∶1∶2。此外，还研究了火焰原子吸收光谱法测定铟的特征光谱，丙酮和曲拉通X-100的加入量，酸种类的选择及加入量，乙炔流量，共存离子的影响等，并用萃取法进行对照实验，分析结果进行数理统计，得出结论：该研究具有良好的准确度和精密度，可用于铜冶炼烟尘中微量铟的分析检测；用试剂空白进行方法的检出限测定，在置信度为99%时，方法的检出限为0.001 0%，比行业标准方法低20倍。
		2025 Vol. 45 (05): 1319-1324 [摘要] ( 4 ) PDF (2873 KB) ( 1 )

	1325	二氧化钛包覆碳点的合成、表征及手印显现应用研究
		马榕蔚，王猛^*，李杰，徐致泽，李明，袁传军
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1325-09
		潜在手印是案件现场中常见的痕迹物证，对其清晰显现是手印分析与鉴定的重要前提。本研究制备了二氧化钛包覆的碳点（CDs@TiO₂）纳米荧光悬浮液，并用于潜在手印的高质量显现。首先，以柠檬酸和尿素为原料，以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，采用溶剂热法合成碳点（CDs）。接着，利用氨水催化钛酸四丁酯水解，在CDs表面进一步包覆TiO₂，得到CDs@TiO₂纳米材料，并优化了合成条件。合成条件优化为：CDs用量3.0 mL、钛酸四丁酯用量1.5 mL、水用量1.5 mL、氨水用量0.1 mL、反应温度50 ℃、滴加时间30 min。然后，表征了CDs和CDs@TiO₂的形貌、成分、结构、光学等性质。表征结果显示：CDs为类球形，平均粒径7.54 nm，能够产生CDs的特征拉曼散射峰及红外吸收峰，具有六方晶系石墨的晶体结构，在343 nm处有最强紫外吸收，最大荧光激发波长450 nm，最大荧光发射波长567 nm；CDs@TiO₂为不规则球形，平均粒径114.85 nm，能够同时产生CDs和TiO₂的特征拉曼散射峰及红外吸收峰，同时具有六方晶系石墨和四方晶系金红石型TiO₂晶体结构，在321 nm处有最强紫外吸收，最大荧光激发波长387 nm，最大荧光发射波长529 nm。最后，将CDs@TiO₂配制成悬浮液，提出了基于疏水作用的手印显现方法，优化了显现条件，考察了手印显现的效果。显现条件优化为：十二烷基硫酸钠浓度1.0‰~2.0‰、氯化胆碱浓度4.0‰~6.0‰、显现时间10~20 s。显现结果表明：在490 nm波段光源的激发下并配合黄色滤光片，手印产生明亮的蓝色荧光，粉末选择吸附于乳突纹线，纹线连贯清晰，细节特征明显，具有较高的显现对比度、灵敏度和选择性。该研究提出的基于CDs@TiO₂纳米荧光悬浮液的手印显现方法适用于光滑非渗透性客体表面潜在手印的高质量显现，具有广泛的适用性。
		2025 Vol. 45 (05): 1325-1333 [摘要] ( 5 ) PDF (42170 KB) ( 1 )

	1334	矿浆固相浓度、粒度对LIBS测量信号的影响规律及表征方法研究
		于桐¹，于洪霞¹，张鹏^2，3，孙兰香^2，3，陈彤^2，3
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1334-07
		激光诱导击穿光谱技术可以直接对矿浆进行在线分析，但由于矿浆基质成分十分复杂，固体颗粒浓度和粒度的变化都会对光谱信号产生影响，使得光谱信号与矿物化学成分之间的关系复杂难以表征。因此，研究矿浆固相浓度、粒度对光谱信号的影响机制十分重要。为此，使用多种粒度的SiO₂粉末与不同质量的水进行配比，得到不同固相浓度、粒度的模拟矿浆样本，并进行LIBS光谱信号采集与数据分析，系统的研究了矿浆固相浓度、粒度对固相和液相中包含元素的特征谱线强度的影响。首先，使用皮尔森相关系数量化评估固相浓度、粒度对LIBS光谱信号的影响。结果显示：在同一固相粒度下，固相浓度与全谱和值及各元素的特征谱线强度之间的相关系数大多高于0.9，说明整体光谱强度随固相浓度的升高而增强；在同一固相浓度下，固相粒度主成分与硅元素特征谱线强度之间的相关系数在0.99左右，说明固相颗粒中元素特征谱线随固相颗粒的增大而减弱。进一步建立了矿浆固相浓度、粒度同步变化时光谱强度与固相浓度、粒度的关系模型，通过模型的拟合优度（R²）来分析固相浓度、粒度对LIBS光谱的影响。结果显示：只有硅元素特征谱线强度的固相粒度表征模型的拟合优度可以达到0.9以上，说明单一的固相浓度或粒度无法完全准确地反映样本中各元素特征谱线强度的变化情况；固相浓度、粒度共同表征光谱强度的模型，各元素特征谱线的拟合优度均超过0.9，说明固相浓度和粒度对各元素特征谱线强度的影响是耦合存在的，需要融合多源信息进行综合表征。这些结果为进一步研究基于多源信息融合的LIBS光谱稳定性与定量分析准确性的提升，提供了系统的分析基础。
		2025 Vol. 45 (05): 1334-1340 [摘要] ( 6 ) PDF (9397 KB) ( 1 )

	1341	基于ECA-1D-CNN的TDLAS的静脉用药浓度定量分析方法研究
		朱永炳¹，蔡玉琴¹，蒋力耀¹，雷春¹，滕龙¹，王德旺³，陶治^2*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1341-07
		静脉用药溶质浓度的定量分析一直是静配中心药物检测的研究热点，但常规的调配和复核手段都是借助人工操作，存在药液浓度把控受限、人工复核压力繁重且低效等问题，因此提出一种对静脉药物溶质浓度准确、便捷、无损的检测方法显得至关重要。由于传统的近红外光谱对低浓度液体检测有一定局限性，基于可调谐激光吸收光谱技术（TDLAS），研究了了一种基于高效注意力机制一维卷积神经网络（ECA-1D-CNN）的葡萄糖混合溶液浓度定量检测模型。为检测低浓度葡萄糖混合溶液，以TDLAS技术为基础，选择光强吸收率最高的980 nm波段作为激光器光源，通过光电传感器，获取药物浓度的透射光强信号，由锁相放大模块解调为二次谐波信号得到一共600个不同浓度的自建数据集，将样本按8∶2的比例划分为训练集和测试集。以600个药物浓度透射光强的二次谐波信号作为研究对象，采用ECA-1D-CNN进行葡萄糖混合溶液浓度的定量检测。该模型共有4个卷积层，均采用Relu激活函数激活，每个卷积层后添加1个BN层，每两个卷积层添加1个池化层，在第2个池化层后添加1个ECA，可以帮助网络模型更好地学习特征之间的关系，减少参数数量和改善模型的鲁棒性。首先，为了凸显1D-CNN模型的优势，使用相同的原始数据集在PCR、SVR、PLSR上进行建模并对比4种不同模型的预测效果。其次，在6种不同数据预处理的基础上，将ECA-1D-CNN模型与1D-CNN模型进行对比，以决定系数R²、绝对误差MAE、均方根误差RMSE作为评价指标来分析预测模型的泛化能力。结果表明，SG+Normalization预处理下的ECA-1D-CNN模型效果最优，该方法能够对6~30 mg·100 mL^-1的葡萄糖混合溶液浓度进行有效预测，其模型训练集R²可达到0.998，MAE为0.295，RMSE为0.343，测试集的R²可达到0.993，MAE为0.498，RMSE为0.691。采用所提出的方法可以精准的预测静脉用药溶质的浓度，为智能化静配中心的无损检测提供了新的思路以及应用价值。
		2025 Vol. 45 (05): 1341-1347 [摘要] ( 6 ) PDF (7660 KB) ( 1 )

	1348	苏云金杆菌制剂中违禁添加高效氯氟氰菊酯的红外光谱快速定量方法研究
		陈月飞，夏静静，韦芸，徐惟馨，毛欣然，闵顺耕^，熊艳梅^
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1348-07
		利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)结合偏最小二乘法(PLS)对苏云金杆菌制剂中违禁添加的高效氯氟氰菊酯含量进行了快速定量检测。在3种不同来源的苏云金杆菌制剂中加入不同质量的95%（w/w）高效氯氟氰菊酯原药，配制成浓度为0.00%~5.00%的混合样品153个，乙腈作为萃取剂，选用较少萃取剂用量提高隐性成分在萃取液中浓度以增强红外吸收。选择3种预处理方法：平滑法（smooth）、标准正态变换法（SNV）和多元散射校正法(MSC)以及6种变量选择算法：无信息变量消除法(UVE)、区间偏最小二乘法（iPLS）、移动窗口偏最小二乘法（MWPLS）、竞争性自适应重加权采样（CARS）、自助软收缩法（BOSS）、区间组合优化(ICO)，考察了不同预处理方法及变量选择方法对模型结果的影响。其中，MSC预处理结合BOSS算法获得最优的模型效果：交叉验证均方根误差（RMSECV）为1.18×10^-3，交叉验证集决定系数（R²_cv）为9.94×10^-1，预测均方根误差（RMSEP）为1.01×10^-3，预测集决定系数（R²_pre）为9.93×10^-1。对于高效氯氟氰菊酯含量范围在0.10%~5.00%的样品，外部检验样品预测平均相对误差为4.44%，含量范围在2.00%~5.00%的样品，外部检验样品平均相对误差仅2.64%。该方法可应用于苏云金杆菌制剂中违禁添加高效氯氟氰菊酯的快速检测。
		2025 Vol. 45 (05): 1348-1354 [摘要] ( 5 ) PDF (4728 KB) ( 1 )

	1355	川西李家沟伟晶岩型锂矿白云母短波红外光谱与矿物地球化学特性的相关性研究
		韩警锐¹，冉凤琴^1*，彭勃¹，陈燃³，唐波²，奉大博¹，杨阳¹，赵媛¹，顾春进²，陈浩⁴，赵恒兵⁵
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1355-09
		李家沟花岗伟晶岩型锂矿是川西地区的超大型矿床。目前，李家沟矿床中白云母的短波红外光谱特征尚不清楚，其化学组分与光谱参数之间的相关性缺乏深入认识。本文以李家沟矿床伟晶岩中白云母为研究对象，开展显微结构观察、电子探针分析（EPMA）和短波红外光谱测量等工作。将伟晶岩中白云母划分为三个阶段：①原生白云母（MS），岩浆阶段产物，Al、K含量较高，白云母2 200 nm吸收峰位（Pos2200）集中于2 201~2 202.8 nm，相应吸收峰的吸收深度（2200Dep）大多＜0.25，伊利石结晶度（IC值）集中于1~1.5；②过渡白云母（TM），形成于岩浆-热液过渡阶段，由于富含挥发分的流体出溶导致Li元素的富集，Li₂O含量为2.53%~6.22%，Pos2200集中于2 200~2 201 nm，2200Dep多＜0.5，IC值最高（多＞4）；③ 热液白云母（HM），主要由流体交代作用形成，Pos2200最短，2200Dep多＜0.4，IC值集中于2~4。李家沟伟晶岩中白云母的Al—OH吸收峰可以反映白云母Si、Al、Fe、Li等元素含量变化，从MS到TM，这些元素的含量变化和替换机制是控制白云母特征吸收峰波长位移的主要因素，而在热液阶段（HM）中控制因素以温度为主。综合研究表明，李家沟伟晶岩中白云母Al—OH特征峰吸收波长（2 200~2 201 nm）和伊利石结晶度（>4）可作为找矿标志。
		2025 Vol. 45 (05): 1355-1363 [摘要] ( 5 ) PDF (28806 KB) ( 2 )

	1364	基于PIEspline的土壤XRF光谱背景扣除方法研究
		李唐虎¹，甘婷婷^2，4，赵南京^{1，2，3，4，5}，殷高方^2，4，5，叶紫琪^2，3，4，汪颖^2，3，4，盛若愚^2，3，4
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1364-09
		XRF光谱法作为重金属现场快速检测的重要技术手段，当其用于土壤重金属检测时，受土壤基质影响XRF光谱中存在强度较高且复杂的背景光谱，严重影响重金属特征谱峰信息的准确获取及定量分析准确性。针对该问题，提出一种极值法峰谷识别与惩罚项修正的三次平滑样条曲线拟合相结合（PIEspline）的土壤XRF光谱背景扣除方法，该方法首先通过极值法对土壤完整XRF光谱中的峰谷点进行识别，获取光谱中对背景具有代表性的数据点，再对一系列峰谷点进行惩罚项修正的三次平滑样条曲线拟合形成背景基线，从而实现土壤XRF光谱中复杂背景的扣除；并通过与自适应迭代重加权惩罚最小二乘法（airPLS）、迭代小波变换法（IWT）、统计敏感的非线性迭代剥峰算法（SNIP）三种传统光谱背景扣除方法对比，进一步验证了PIEspline方法的性能。结果表明：对于模拟的土壤XRF光谱，PIEspline方法所获取的背景谱线与光谱真实背景谱线间的均方根误差（RMSE）分别为0.425 8和0.644 1，均低于其他三种方法，并且具有最快的背景扣除运行效率；对于栗钙土、盐碱土和黄土三种不同类型土壤及农用、工业、建筑三种不同用途土壤，PIEspline方法背景拟合所获得的XRF光谱中10个特征谷点处荧光强度的平均相对误差为10.87%，与三种传统方法相比分别降低了84.88%、76.30%和16.51%；且PIEspline方法用于上述6种土壤中Cr、Pb、Cd定量分析的平均相对误差分别为4.01%、2.50%和5.20%，与airPLS、IWT、SNIP三种方法相比分别降低了22.39%～84.07%、60.15%～71.92%和79.18%～84.07%，且当土壤类型和用途发生变化时，PIEspline方法的相对误差波动最小，展现出了最好的稳定性，表明PIEspline方法在不同类型及不同用途土壤多种重金属同时XRF定量分析中具有最好的普适性。因此该研究所提出的PIEspline方法能够实现不同类型与不同用途土壤XRF光谱背景的精准扣除，有利于提高重金属XRF定量分析准确性。该研究为土壤重金属XRF现场快速准确检测提供了重要的方法基础。
		2025 Vol. 45 (05): 1364-1372 [摘要] ( 5 ) PDF (6256 KB) ( 1 )

	1373	安岳石窟圆觉洞造像彩绘颜料分析与研究
		周伟强¹，刘宁¹，何静²，陈卉丽³，雷雨³，阮方红³，侯静敏⁴
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1373-10
		安岳石窟圆觉洞造像始建于唐代，盛于五代和宋代，具有上承龙门、云冈石窟，下启大足石刻的特点，在中国佛教石窟艺术史上占有重要地位。由于潮湿、半露天的自然环境和不当修复等人为因素的影响，造像表面出现大面积的颜料粉化、起甲和剥落，少数被近现代颜料覆盖，而目前又缺少相关的科学分析。为了实现彩绘造像的保护修复，需要对原有彩绘颜料成分和工艺进行分析。研究过程中主要采用显微分析、扫描电镜-能谱分析和微区拉曼光谱相结合的方法综合确定颜料成分和层次结构，总结安岳圆觉洞的彩绘工艺，同时发现颜料重绘现象，对重绘与颜料剥落病害的关系进行初步探讨。实验结果表明：安岳圆觉洞彩绘均以白色颜料打底，打底材料使用石膏或方解石，这与石窟开凿时代和修缮情况一致。表面装饰材料使用有多种传统颜料，红色颜料为铁红和朱砂，橙色颜料为铅丹，绿色颜料为石绿，蓝色颜料为群青，黑色颜料为炭黑，金色为金。此外结合显微剖面和拉曼结果，在K7、K9、K42还发现多种近现代人工合成颜料，如铅铬黄、普鲁士蓝、巴黎绿的变色产物氯砷钠铜石等，表明造像经历了多次重绘。多次重绘使颜料层整体厚度增加，颜料胶结物性质差异等可能加剧了颜料剥落病害的产生。该研究为彩绘颜料的鉴定和圆觉洞保护修复提供科学依据。
		2025 Vol. 45 (05): 1373-1382 [摘要] ( 8 ) PDF (70497 KB) ( 6 )

	1383	埃及蓝矿物质颜料荧光光谱测定及其在指印显现中的应用
		代雪晶¹，汤澄清²，李云鹏¹，宋佳¹
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1383-06
		对犯罪嫌疑人遗留的指印进行提取和鉴定是侦破案件的重要依据。绝大部分荧光粉末需要在紫外线或蓝绿光激发照射下产生荧光，但是有些多色承痕体背景因为有墨水、粘合剂、涂料等物质，在紫外线或蓝绿光的激发照射下也会产生荧光，从而与粉末指印的荧光在颜色或者亮度上接近而难以获得较好的反差。此外，常用的粉末对长期从事指印显现的工作人员身体有较大的毒副作用。因此寻找一种能够适用于疑难承痕体的并且无毒无害的荧光粉末是当务之急。该文研究了无毒无害、成本低廉的天然埃及蓝矿物质颜料的荧光性能。采用扫描电子显微镜、Ｘ射线衍射谱、荧光光谱、傅里叶变换红外光谱对该埃及蓝矿物质颜料的微观形貌、晶体结构、发光性能、表面基团进行表征。埃及蓝矿物质颜料其分散性良好、平均粒径为1 μm左右，其主要成分为CuO和Cu₂O的混合物，在780 nm红外线激发下能够发射823 nm红外线，是一种含有铜离子的硅酸盐混合物。最终将埃及蓝矿物质颜料应用于犯罪现场常见的复杂背景干扰的汗潜指印显现中。实验结果表明，指印纹线与背景反差强烈，纹线清晰连贯，消除了复杂背景的干扰。另外，埃及蓝矿物质颜料的激发光谱和发射光谱都在近红外区域，填补了荧光粉末显现指印方法的空白。
		2025 Vol. 45 (05): 1383-1388 [摘要] ( 5 ) PDF (34306 KB) ( 1 )

	1389	明教寺觉皇殿明代彩画颜料成分分析
		章文杰¹，张宇²，曹振伟³，韩向娜^1*，郭宏¹
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1389-06
		明教寺位于四川省成都市。觉皇殿是原明教寺建筑群仅存的建筑，主体部分始建于明洪武早期(1368年—1382年)，不晚于明成化元年(1465年)建成。觉皇殿殿内保留有大量明代彩画，具有显著的北方官式建筑风格特点，是难得的明代建筑彩画实物，具有极高的研究价值。目前对于觉皇殿彩画的研究多在于其形制、美学风格等，尚未开展对其制作工艺及材料的科学分析。利用超景深显微镜、激光拉曼光谱仪和扫描电子显微镜及能谱仪，对取自觉皇殿内檐西山面明间的彩画颜料进行分析鉴定。结果表明，明教寺觉皇殿彩画绿色颜料为石绿和碱式氯化铜，红色颜料为铁红和铅丹，白色颜料为铅白，青色颜料为靛蓝，黑色颜料为碳黑。此外，觉皇殿内檐彩画中还存在重层彩画和颜料混用调色情况。觉皇殿内檐彩画中未发现清中期、晚期常用的合成群青、巴黎绿等进口颜料，其彩画做法也均为不做地仗层、于木构件上直接绘制颜料，说明其彩画很有可能为明代遗存，与档案记载的彩画绘制时期相符。该研究是首次对觉皇殿彩画制作工艺及材料进行科学分析，取得的初步研究成果丰富了明代建筑彩画颜料的应用情况，将为后续彩画研究和保护工作提供参考。
		2025 Vol. 45 (05): 1389-1394 [摘要] ( 5 ) PDF (48590 KB) ( 2 )

	1395	南海Ⅰ号船体木材中硫铁化合物的分布与含量研究
		王雪玉，李乃胜^*，杜靖
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1395-08
		南海Ⅰ号是中国第一艘从海洋整体打捞出水的古代沉船，也是迄今为止保存最完整、船体尺寸最大、文物储存量最多的古代沉船，承载了丰富的考古信息。南海Ⅰ号船体木材中含有大量的硫铁化合物，威胁着船体的长久、安全保存，目前对船体木材中硫铁化合物的认知仍存在不足。以南海Ⅰ号船体中铁器装载量存在明显差异的三个典型船舱（No.4、No.7、No.11）为研究对象，采用湿化学法、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、离子体发射光谱仪（ICP）等方法分析了不同船舱木材的降解情况、以及木材中硫铁化合物的类型、含量、分布情况。结果表明，南海Ⅰ号不同船舱木材降解程度不一，No.4和No.7船舱木材的综纤维素含量与木质素含量的比值（H/L）较小，降解程度较高，No.11船舱木材的H/L值最高，降解程度最低。南海Ⅰ号船体木材中的无机沉积物主要为硫铁化合物，以黄铁矿（FeS₂）、羟基氧化铁（FeOOH）和菱铁矿（FeCO₃）为主，分布在木材管胞、木射线等细胞孔隙中，并附在细胞壁内层。受铁器装载情况和木材保存状况的影响，南海Ⅰ号船体木材中的铁元素含量较高且不同船舱差异较大，No.11船舱木材的铁元素含量在2.5%以下，No.4船舱木材铁元素含量在1%～5%之间，No.7船舱木材的铁元素含量在0.3%～30%均有分布。而硫元素的积累主要来自海洋微生物的降解反应，最初以硫化氢气体的形式扩散进入木材内部，与木质素反应生成硫醇在木材中积累，因此含量较少且不同船舱差异较小，三个船舱木材中的硫元素含量在5%～10%之间。通过研究掌握了南海Ⅰ号不同船舱木材的降解情况、硫铁化合物的分布规律及含量，旨在为南海Ⅰ号船体木材的硫铁化合物脱除保护提供指导。
		2025 Vol. 45 (05): 1395-1402 [摘要] ( 3 ) PDF (29928 KB) ( 1 )

	1403	一批古代玻璃玦的化学成分和制作工艺科学研究
		黄珏玮^1，2，董俊卿^1，2，刘松¹，袁仪梦¹，李青会^1，2*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1403-13
		佩戴首饰是从古代社会流行至今的一种传统习俗。玦饰作为一种佩饰，是中国古代传统玉器器形之一，对东南亚影响颇深。玦饰材质和器型多样，具有显著的时代和区域特征，是技术和文化交流传播的重要载体之一。目前有关亚洲古代佩饰的研究主要涉及宝石和玻璃珠饰等，而玻璃玦饰鲜有报道。通过玻璃玦饰的化学成分体系和微量元素特征，有望对东南亚发现的玻璃玦饰的制作年代和海上丝绸之路文化交流提供科学参考。采用能量色散型X射线荧光光谱（EDXRF）、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）、光学相干层析成像（OCT）、超景深光学显微（OM）和共聚焦激光拉曼显微光谱技术对东南亚地区发现的44件玻璃玦进行了科学分析，获取其化学成分、物相组成、内部物理结构和表面微观形貌等信息。根据主要助熔剂含量，这批玻璃玦可分为钾玻璃、钠铝玻璃和钾铅玻璃三种体系，其中钾玻璃42件，钠铝玻璃和钾铅玻璃各1件。钾玻璃中有38件低钙高铝型钾玻璃和4件中等钙铝型钾玻璃。玻璃加工工艺包括拉制法、模铸法和冷加工法。多数蓝绿色、绿色、黄绿色玻璃玦样品以铁离子着色为主，部分由铁离子和铜离子共同着色；深蓝色、蓝色样品主要以钴离子着色；黑色样品SEAG-005主要由锰离子着色；钾铅玻璃SEAG-031使用了锡酸铅作为着色剂和乳浊剂。结合玦饰的玻璃体系、微量元素特征、外形和分布等信息，初步讨论了所分析玻璃玦样品的可能原料来源和生产中心。这批东南亚发现的玻璃玦饰见证了公元前500年至公元500年间，中华传统文化通过海上丝绸之路向东南亚传播及其与当地技术与文化的融合。研究结果为中国与海上丝绸之路沿线其他国家的合作研究提供了前期基础。
		2025 Vol. 45 (05): 1403-1415 [摘要] ( 4 ) PDF (20124 KB) ( 1 )

	1416	密近双星候选体LAMOST J051402.68+172659.7光谱分析
		王琦¹，杨海峰^2，蔡江辉^3
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1416-06
		密近双星系统通常具有更快速的轨道运动和更频繁的光变效应，以及伴星的快速演化，这使得它们成为研究星际物理过程和恒星演化的重要天体。测光图像和光变曲线是识别与证认双星的最常用手段，而如果当前观测技术无法分辨双目标的亮度和位置差异时，光谱型也是区分伴星成分的重要方法之一。采用基于粗集与聚类投票机制的光谱双星分析方法，对其离群目标LAMOST J051402.68+172659.7的光谱特征及其证认进行了深入分析。首先，针对LAMOST DR10发布的光谱双星（类别为DoubleStar），对其多次聚类结果投票数最低的17个目标光谱，进行了人眼筛查，除了大部分光谱信噪比较低外，LAMOST J051402.68+172659.7的两次观测光谱呈现较大差异；对于该目标的两次观测，其光谱一次呈现F型，一次呈现F+M型，在排除邻近光纤污染和目标所处环境中其他目标污染后，确定两次观测光谱上呈现的都是目标真实成分，揭示了两种光谱成分来自两个恒星目标；两次观测的视向速度相差约20.3 km·s^-1，观测时隔3 d，说明其绕转周期小于6 d。考虑到多个目标成分在同一条光谱上同时出现的条件极其严苛：光谱型差异较大且亮度（流量）在同一尺度上，对其光谱成分、成像、光变等内容进行了深入分析。从ZTF测光的图像序列中，可以检测到目标轮廓的尺寸呈现周期性变化，而在ASAS-SN和ZTF光变曲线上，并未发现明显的周期性变化规律；同时，由于两个天体距离极近或投影掩盖，从SDSS、2MASS测光图像上，呈现出点源的特征（边界稍显不规则），无法分辨双星目标，因此该双星系统的两个恒星之间可能轨道较为紧密，半径较小；在其光谱上呈现Balmer弱发射线（Hα、Hβ、Hδ、Hγ）和禁线（[NII]λ6550、[SII]λλ6718, 6733、[OII]λ3728）且目标未在行星状星云或HII区域，推测是由伴星相互作用产生的潮汐效应和物质交换，从而对恒星表面和大气层带来冲击，产生发射线。此外，该目标光谱还呈现疑似背景星系的极弱发射线成分，从成像上无法分辨，推测其为数据处理残余。
		2025 Vol. 45 (05): 1416-1421 [摘要] ( 4 ) PDF (20684 KB) ( 2 )

	1422	基于变量筛选的典型三江平原耕地土壤肥力属性光谱预测
		姚成硕^1，2，王昌昆^1，2*，刘杰^1，2，郭志英^1，2，马海艺^1，2，袁自然^1，2，王晓盼^1，3，潘贤章^1，2
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1422-10
		三江平原是东北黑土地的重要粮食产区，自开垦以来区域耕地土壤肥力下降明显。传统化学测量方法效率低，难以满足快速精准监测需求。光谱技术具有土壤肥力预测潜力，而已有研究中较少同时针对多种土壤肥力属性，且部分土壤肥力属性的预测精度偏低。本研究以三江平原典型耕地区域——友谊农场为研究区，采用可见光-近红外光谱，结合SG（Savitzky-Golay）光谱平滑、一阶微分、标准正态变换和多元散射校正四种光谱预处理方法及竞争性自适应重加权（CARS）波段筛选算法，采用偏最小二乘回归模型同时针对有机质（SOM）、全氮（TN）、全磷（TP）和全钾（TK）四种土壤关键肥力属性进行预测，探讨光谱预测多种土壤肥力属性的潜力，并探索变量筛选在精度提升中的作用。结果表明：（1）未经变量筛选使用全波段（400~2 400 nm）时，SOM和TN的预测精度较高，交叉验证R²在不同光谱预处理方法间差异不大，分别介于0.85~0.89和0.86~0.89之间，TK的预测精度也相对较高，R²介于0.63~0.72，而TP的预测精度较低，R²介于0.08~0.34；（2）经CARS波段筛选后四种土壤肥力属性预测精度均有所提升，TP的提高幅度最大，SOM、TN、TP、TK的最优交叉验证R²分别为0.97、0.96、0.82、0.92；（3）CARS变量筛选方法能够识别出SOM和TN相关特征官能团对应的波段，TN的预测同时采用其与SOM之间的关系和自身特征波段信息，TP的预测主要采用了土壤光谱信息，而TK则同时采用土壤光谱以及其与SOM和TN之间的关系。本研究证实了光谱技术在三江平原典型耕地区域同时进行多种土壤关键肥力属性预测的潜力，发现变量筛选能够显著提高不具备明显光谱特征土壤属性（TP）的预测精度，为黑土地土壤肥力快速监测提供参考。
		2025 Vol. 45 (05): 1422-1431 [摘要] ( 6 ) PDF (20608 KB) ( 1 )

	1432	长期施肥下黑土团聚体中溶解性有机质的光谱特征及其对有机碳矿化的影响
		朱园辰¹，张敏¹，韩晓增¹，陆欣春¹，冯浩亮¹，武志民¹，陈旭¹，严君¹，邹文秀^1*，王伟²
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1432-08
		探究团聚体中溶解性有机质（DOM）的荧光特征对土壤有机碳（SOC）矿化的贡献。基于黑土22年有机肥定位试验，设置不施肥（CK）、化肥（CF）、化肥配施低量有机肥（OM1）、化肥配施中量有机肥（OM2）、化肥配施高量有机肥（OM3）5个处理。采用湿筛法测定了土壤水稳性团聚体的分布，利用三维荧光光谱耦合平行因子（EEM-PARAFAC）技术探究了团聚体中DOM的荧光结构演变特征，同时量化了全土中SOC的矿化能力，综合揭示长期施肥如何通过改变团聚体DOM的荧光特征以影响全土SOC的矿化。结果表明，与CK相比，长期化肥配施有机肥使>0.25 mm粒径团聚体占比显著提升了4.3%～11.9%，而<0.053 mm粒径团聚体的占比几乎不受影响。EEM-PARAFAC发现化肥配施有机肥可以提升各粒径团聚体DOM中的类富里酸、类蛋白质和类胡敏酸组分的荧光强度。其中，类胡敏酸和类蛋白质组分分别在>0.25 mm和<0.25 mm团聚体DOM中对有机肥响应最强烈。化肥配施有机肥后各粒径团聚体DOM的自生源特征（BIX>1.0）较CK显著加强（BIX<0.8），但荧光指数（FI）和腐殖化指数（HIX）变化不显著。此外，化肥和化肥配施有机肥均可以显著提升全土SOC的累积矿化量，提升效果符合OM3>OM2>OM1>CF>CK的规律，在培养结束时（28 d）较CK提升了68.2%～135.8%。Mantel试验和结构方程模型（SEM）表明，各粒径团聚体DOM的荧光结构变化均会影响SOC的矿化，其中BIX值的变化是主要诱导因子，而BIX的强弱主要受DOM中的类蛋白质组分所控制。此外，施肥主要通过改善>0.25 mm团聚体的粒径分布驱动全土SOC矿化，而<0.25 mm团聚体主要通过改变DOM的荧光结构以影响SOC的矿化。该研究结果表明团聚体的粒径分布，DOM的荧光特征，尤其是BIX指数也可以用来推测SOC的矿化能力，这为评估和预测有机肥长期施用后黑土碳排放提供科学依据。
		2025 Vol. 45 (05): 1432-1439 [摘要] ( 6 ) PDF (10836 KB) ( 1 )

	1440	基于全透射近红外光谱的空心西瓜在线检测方法研究
		李佳琪^1，2，3，田喜^2，3，王庆艳^2，3，何鑫^2，3，黄文倩^2，3*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1440-08
		西瓜具有很高营养价值，医学上具有解暑的功效。成熟度、甜度和是否空心是西瓜评价的关键指标，成为市场竞争力的重要因素，西瓜空心的筛选保证西瓜更高品质，提高市场竞争力。通过实验室自主研发的全透射近红外光谱设备采集307个西瓜光谱。根据西瓜空心位置主要发生在瓜体中心的特点，创新性提出对光谱进行区域分割和权重处理。通过支持向量机（SVM）和偏最小二乘判别分析（PLSDA）算法分别挑选出最优的两种权重光谱，基于原始光谱、权重光谱以及进行多元散射矫正（MSC）和卷积平滑（SGS）预处理后的光谱，3种光谱采用SVM和PLSDA分别进行空心西瓜分类建模。结果显示，相比原始光谱建立的模型，通过预处理并不一定会加强模型效果，甚至会降低模型效果，通过两种权重光谱建立模型效果最好，准确率分别为96.74%（SVM）和92.39%（PLSDA），权重处理后的光谱相比原始光谱和其他两种预处理后的光谱具有更好的建模效果。采用SVM和PLSDA两种算法挑选出的权重光谱和原始光谱分别进行一维卷积神经网络（1D-CNN）建立分类模型，模型准确率分别为98.92%（SVM），96.77%（PLSDA）和95.70%（原始光谱）。结果表明，1D-CNN建模效果相比SVM和PLSDA建模效果更好，并且光谱分割和权重处理后的光谱在1D-CNN中仍然适用，效果相比原始光谱更好，此研究为空心西瓜无损在线分级检测提供了重要的技术支撑。
		2025 Vol. 45 (05): 1440-1447 [摘要] ( 4 ) PDF (16387 KB) ( 1 )

	1448	三氟甲基磺酰氟的局部放电发射光谱识别及特征分析
		段竣然^1，2，高克利³，刘伟⁴，颜湘莲³，朱姗⁴，张国强^1，2，韩冬^1，2
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1448-07
		三氟甲基磺酰氟（CF₃SO₂F）是一种新型的环保绝缘气体，因为优异的绝缘强度与环境友好性而受到广泛关注。对不同放电模式下CF₃SO₂F的发射光谱进行了识别，从放电角度分析了辐射粒子的发射光谱特征。电晕放电过程中CF₃SO₂F解离产生的CF₂辐射出了200~400 nm范围内的带状光谱，与之关联的稳态分解产物有CF₄, C₂F₄, C₂F₆, C₃F₈, SO₂F₂等；因电场提供的能量增加，沿面放电发射光谱出现线状与带状光谱交叠的现象。少数元素粒子出现电离；火花放电下电场提供的能量最高，发射光谱以线状光谱为主。元素粒子出现多级电离；可见光与红外谱段光子数占比随电场提供的能量增加出现“红移”现象。研究结果表明，局部放电过程中气态分子或元素粒子辐射形成的发射光谱与稳态分解产物具有关联性。特征光谱的出现印证了存在的自由基反应，光子数占比的不同体现了电场提供能量的多少。该研究可为CF₃SO₂F的基础理化性能研究提供参考。
		2025 Vol. 45 (05): 1448-1454 [摘要] ( 3 ) PDF (8420 KB) ( 1 )

	1455	Ba₉Lu₂Si₆O₂₄:Eu³⁺红色荧光粉的制备及其在白光LED上的应用
		王云正¹，吉鸿波¹，李兆^2，吴坤尧^1，2，王亚楠²
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1455-07
		近紫外芯片和红绿蓝三基色荧光粉组装的白光发光二极管（NUV-WLED）能有效缓解“蓝光危害”和提升显色指数。通过高温固相法制备得到Ba₉Lu₂Si₆O₂₄:xEu³⁺（0≤x≤0.15）红色荧光粉，利用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、光谱仪等对样品的物相结构、微观形貌和发光性能进行研究，并分析Eu³⁺掺杂量对发光性能的影响。Eu³⁺成功掺杂进入Ba₉Lu₂Si₆O₂₄基体中，样品主激发峰为393 nm（⁷F₀→⁵L₆），主发射峰为612 nm（⁵D₀→⁷F₂），x=0.09时发光强度最大。将Ba₉Lu₂Si₆O₂₄:xEu³⁺红色荧光粉制成白光LED器件，显色指数接近90并表现出稳定的白光发射。该研究报道的Ba₉Lu₂Si₆O₂₄:xEu³⁺红色荧光粉在紫外LED芯片驱动的白光发光二极管照明上有着潜在应用价值。
		2025 Vol. 45 (05): 1455-1461 [摘要] ( 3 ) PDF (22811 KB) ( 3 )

	1462	YVO₄:Yb³⁺/Ho³⁺上转换发光材料的制备及光学性能研究
		吉鸿波¹，王云正¹，李兆^2，吴坤尧^1，2，陈卫星^1
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1462-07
		采用高温固相法合成了YVO₄:Yb³⁺/Ho³⁺上转换发光材料，通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、荧光光谱仪等手段考察样品物相结构、表观形貌和发光性能。结果表明：不同浓度稀土离子的掺杂并未改变YVO₄的晶体结构，样品物相结构较为纯净。红外光谱显示该样品属于正交晶系YVO₄晶相。XPS结果表明Yb、Ho主要以三价离子被掺杂进YVO₄中。通过SEM分析表观形貌得知样品结晶度较好且为微米级粉体。荧光光谱显示了YVO₄:Yb³⁺/Ho³⁺荧光粉主要吸收峰位于418 nm（⁵I₈→⁵G₅）、455 nm（⁵I₈→⁵G₆）、486 nm（⁵I₈→⁵F₃）、539 nm（⁵I₈→⁵F₄/⁵S₂）和650 nm（⁵I₈→⁵F₅），主要发射峰位于550 nm（⁵S₂/⁵F₄→⁵I₈）和660 nm（⁵F₅→⁵I₈）区域，上转换发光强度随着Ho³⁺掺杂比例的升高呈现出先增强后减弱的趋势，并且在Ho³⁺掺杂浓度为1%时达到最强，经Blasse理论分析推断YVO₄:Yb³⁺/Ho³⁺发光材料中离子能量传递机制为多偶极矩作用。上转换发光强度与泵浦功率的依赖关系表明红绿光发射均属于双光子吸收过程。样品色坐标均处于红光区域，进一步证明该荧光粉是可由980 nm激发主要产生红色发射的荧光材料。
		2025 Vol. 45 (05): 1462-1468 [摘要] ( 3 ) PDF (20382 KB) ( 2 )

	1469	可见-近红外光谱与联合优化策略的孵前种鸭蛋受精信息无损检测
		陈灼廷¹，王巧华^1，2*，王东桥¹，陈燕斌¹，李世军^1，2
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1469-07
		种鸭蛋的孵化是鸭蛋和鸭肉生产的重要保障，无精蛋不能孵化出雏鸭，且在孵化箱内容易变质影响受精蛋的孵化。为了解决人工照蛋剔除无精蛋的劳动强度大、资源浪费等问题，以入孵前种鸭蛋为研究对象，提出了一种基于可见-近红外光谱与深度学习的种鸭蛋孵前受精信息无损检测方法。使用可见-近红外光纤光谱仪对321枚樱桃谷种鸭蛋(受精蛋144枚，无精蛋177枚)采集光谱数据，将光谱数据按3∶1的比例划分出训练集和测试集，采用在原光谱数据中添加噪声与随机偏移、随机选取并计算平均光谱两种方法将训练集进行扩充。设计了一个端到端深度学习模型：自动编码1维卷积神经网络CAE-1DCNN，使用卷积、池化层代替自动编码器中的全连接层，得到改进的卷积自动编码器CAE，采用联合优化策略训练CAE-1DCNN模型，使其具备自动编码器在数据的压缩-重构过程中提取有用特征的能力，并且能够有针对性地提取适用于分类任务的特征。采用了竞争性自适应重加权采样算法(CARS)、连续投影算法(SPA)、无信息变量消除算法(UVE)三种常用特征波长选取算法和K-最近邻(KNN)、朴素贝叶斯(NB)、随机森林(RF)三种机器学习分类模型进行组合，与本文提出的模型进行对比; 采用t分布随机邻域嵌入算法(t-SNE)将特征提取效果进行可视化。最后采用梯度加权类激活图(Grad-CAM)将本文提出的模型对光谱数据的关注区域进行了可视化，探讨了光谱信息的生物可解释性。研究结果表明，所提出的CAE-1DCNN模型能较好地提取光谱数据中的有效信息，判别准确率为95.06%，可见-近红外光谱技术与深度学习相结合可以实现种鸭蛋孵前受精信息无损检测，使用联合优化策略训练的卷积自动编码器有较好的特征提取能力。端到端的CAE-1DCNN模型便于集成，为开发无损检测设备提供技术支持。
		2025 Vol. 45 (05): 1469-1475 [摘要] ( 4 ) PDF (6674 KB) ( 1 )

	1476	改进Unet网络的汽油管道泄漏高光谱图像检测
		王克明¹，公维佳¹，王海明²，蔡永军²，刘嘉星³，孙磊⁴，宋丽梅¹，李金义^1*
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1476-09
		针对当前汽油管道泄漏检测效率低、无法精准分割泄露区域边缘的局限性，提出一种基于高光谱图像与深度学习结合的汽油管道泄漏检测方法。首先进行两种型号汽油在土壤、水背景下的特征光谱波段提取；利用连续投影算法实现汽油高光谱图像数据降维；将汽油反射率作为输入，均方根误差为回归参数获得汽油反射峰附近的18个特征波段；采用图像旋转角度、横向或纵向翻转、在图像中注入随机噪声等方式实现数据集样本扩充。其次对Unet高光谱图像语义分割模型进行改进，将Unet网络编码器部分替换成密集连接模块加强各层级间的信息交流，减轻计算量提高模型检测速度；引入通道注意力机制模块，使模型对汽油图像空间和光谱层面两特征信息同时关注，提高模型检测精度；引入失活层的概念，通过暂时关闭网络中的一部分神经元降低网络的复杂性，同时在训练过程中设置适当的时间点实施早停策略从而防止过拟合。最后进行了消融实验和对比实验。消融实验结果验证了密集连接模块和通道注意力机制模块对提高网络分割精度和召回率的有效性；在自建数据集上的定量对比实验结果表明，模型对滴落汽油的分割精度为90.34%，平均每张图片检测时间为0.23 s，与Unet、PSE-Unet和HLCA-Unet模型相比，平均准确率分别增加了14.39%、8.01%和2.73%，召回率分别增加了8.95%、8.02%和6.55%，测试时间与Unet、PSE-Unet模型相比分别减少了10.83%和16.97%，检测优越性定性体现在泄露油滴与背景交会的轮廓更符合原图，本模型可以获得更加准确的汽油特征信息，为汽油管道泄漏检测提供了新的技术方案。此外，在公开的Pavia University遥感数据集上与当前Unet、PSE-Unet、HLCA-Unet模型检测进行对比，模型仍表现出更好的分割效果，体现出较强的普适性和泛化能力，可用于多种类型的高光谱图像语义分割。
		2025 Vol. 45 (05): 1476-1484 [摘要] ( 3 ) PDF (24262 KB) ( 1 )

	1485	联合混合卷积与级联群注意力机制的高光谱遥感影像分类
		王晓燕¹，梁文辉²，毕楚然¹，李杰^3*，王禧钰²
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1485-09
		高光谱遥感影像丰富的光谱信息，能够为地物分类提供可靠的数据支持。但是，光谱数据高维、冗余，空谱特征联合困难、光谱特征提取不充分等问题对基于深度学习的高光谱遥感影像分类提出了挑战。卷积神经网络（CNN）和Vision Transformer（ViT）是两种在计算机视觉领域中广泛使用的深度学习架构，各自有独特的优势和局限性。CNN擅长捕捉局部特征和空间层次结构，对图像的平移不变性有很好的处理能力。ViT通过自注意力机制能够捕捉图像中的全局依赖关系，对图像的复杂模式有较好的理解能力。为了提升高光谱遥感影像的分类精度，充分发挥CNN和ViT两种模型的优势，结合CNN的局部特征提取能力和ViT的全局上下文理解能力，创新性地将3D EfficientViT模块引入混合卷积，提出了一种联合混合卷积与级联群注意力机制的高光谱遥感影像分类算法EVIT3D_HSN。本算法在三维卷积提取高光谱遥感影像空谱联合特征及二维卷积提取空间特征的基础上引入3D Efficient ViT模块，提高了对不同数据集的泛化能力、更全面地捕捉了高光谱数据的图像特征，从而增强了分类算法的性能，同时并未增加模型复杂度。为了验证本算法的先进性，将本算法EVIT3D_HSN在高光谱遥感影像分类数据集India Pines、Pavia University和Salinas，与算法1DCNN、2DCNN、3DFCN和3DCNN进行对比实验，并于原算法HybridSN进行消融实验。EVIT3D_HSN在以上三种数据集的分类结果为：OA分别为97.66%、99.00%和99.65%，Kappa系数分别为97.3%、98.6%和99.6%。相比于1DCNN，模型分类精度分别提升了37.12%、25.09%和33.67%；相比于2DCNN，精度分别提升了59%、57.43%和46.92%；相比于3DFCN，精度分别提升了45.36%、24.5%和29.72%；相比于3DCNN，精度分别提升了28.05%、14.26%和34.29%；相比于HybridSN，分别提升了3.76%、1.85%和2.57%。此外，除IP数据集的Stone-Steel-Towers，PU数据集的Painted metal sheets和Shadows，以及SA数据集的Stubble地物之外，EVIT3D_HSN对其他共37种地物的F1值均最高。实验结果表明，EVIT3D_HSN在模型精度和泛化能力上的表现优于上述五种高光谱遥感影像分类算法，本模型具有良好的实用价值。
		2025 Vol. 45 (05): 1485-1493 [摘要] ( 4 ) PDF (32081 KB) ( 1 )

	1494	在陕北小保当富镜煤与富惰煤热解焦中氮的赋存形态及转变规律
		李焕同¹，邹晓艳²，张婷婷¹，张卫国¹，王俊淇¹
		DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2025)05-1494-07
		以陕北小保当原煤（XR）、富镜质组煤（XV）和富惰质组煤（XI）为研究对象，在高纯Ar气氛下，以5 ℃·min^-1的升温速率在密闭式高温节能气氛炉中进行热解，热解终温度300~900 ℃。利用热重-差热分析（TG-DTA）、X射线光电子能谱（XPS）分别研究原煤（XR）、富镜煤（XV）和富惰煤（XI）的热解特性及其热解焦中氮赋存形态。结果表明：小保当煤热解过程中，其结构发生分解、解聚反应生成和排出大量挥发物，在440~450 ℃时，有明显的失重峰，并且富惰煤（XI）的总失重率和最大失重速率均小于富镜煤（XV），是由于惰质组芳构化程度高以及芳环侧链长度短，结构中化学键的离解键能大，热稳定程度高。小保当煤中氮元素的主要存在形式为吡啶型氮（N-6）、吡咯型氮（N-5）、季氮（N-Q）和氮氧化物（N-X），吡咯型氮（N-5）均高于吡啶型氮（N-6），富镜煤中吡咯型氮（N-5）略低于富惰煤，富惰煤中季氮（N-Q）含量略高，主要是由于其芳环缩合程度较高，较多氮元素嵌入大分子多环芳香结构。热解焦中氮元素的主要存在形式为吡啶型氮（N-6）和吡咯型氮（N-5）；热解温度在300 ℃时，吡啶型氮（N-6）和季氮（N-Q）的相对含量明显减少；随温度的升高，吡咯型氮（N-5）向吡啶型氮（N-6）转化；在700 ℃时，富惰煤中吡啶型氮（N-6）出现拐点，呈现由升转降，可能为芳环化、缩聚作用所致；在900 ℃时，氮氧化物（N-X）消失。热解焦的表面氮元素多于体相氮元素，富镜煤（XV）和富惰煤（XI）中表面氮元素脱除率分别为53.49%和31.86%；体相氮元素脱除率分别为33.72%和15.84%，在600 ℃时，N/C出现拐点，呈现由降转升，可能为结构中桥键或烷基侧链的化学键不稳定而发生断裂导致。
		2025 Vol. 45 (05): 1494-1500 [摘要] ( 4 ) PDF (5269 KB) ( 1 )

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