[发明专利]土壤重金属含量检测建模方法及装置、检测方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种土壤重金属含量检测建模方法及装置、检测方法及装置。其中，建模方法包括：对于每一土壤样本，获取土壤样本的荧光光谱和目标重金属含量，将土壤样本的荧光光谱和目标重金属含量的组合作为一个训练样本，获得多个训练样本，组成训练样本集；基于训练样本集，利用向后间隔偏最小二乘法依次建立多个基模型；根据预设的集成策略，将各基模型集成为土壤重金属含量检测模型。本发明实施例提供的土壤重金属含量检测建模方法及装置、检测方法及装置，根据预设的集成策略，将利用向后间隔偏最小二乘法建立的多个基模型集成为土壤重金属含量检测模型，所建立的土壤重金属含量检测模型具有更高的精度。

技术领域

本发明实施例涉及化学分析技术领域，尤其涉及一种土壤重金属含量检测建模方法及装置、检测方法及装置。

背景技术

目前，土壤环境随着社会进步受到了严重的污染，土壤中的金属污染物不容易迁移，也不能被微生物分解，在土壤中日积月累形成污染，并随生物链的作用进入人体，对人体产生巨大危害。

化学分析法是土壤中重金属含量测定的国标方法，虽然检测精度高，但复杂且繁琐的前处理使得化学分析法检测时间长、成本高。X射线荧光(XRF)光谱分析是一种新型、快速、定量的检测技术，具有分析速度快、处理简单并且可以现场无损快速检测等优点，能够多元素同时分析，通过构建光谱与重金属含量值之间的定量模型进行快速检测和筛查，适合大量样品的现场检测，目前广泛应用于土壤重金属污染和农产品检测分析中。通过对国内外XRF光谱法进行土壤重金属检测的文献分析，目前常用的光谱定量模型包括多元线性模型、偏最小二乘模型、支持向量机模型等方法。

土壤背景复杂多样，土壤中重金属含量间存在着复杂的吸收增强效应，通过仪器扫描得到的土壤X射线荧光光谱数据维度高、数据间冗余大，需要通过变量选择方法，进行XRF特征变量选择，进而建立XRF特征变量与土壤重金属浓度关系模型。通过光谱变量区间选择法一旦确定了光谱特征波段，那么已经被选择或者删除的光谱波段将无法再次参与后续变量的选择，这容易导致“筑巢效应”，从而使得单一定量模型无法准确预测出土壤中重金属真实浓度值。因此，通过现有建模方法获得的土壤重金属含量检测模型的精度不高。

发明内容

本发明实施例提供一种土壤重金属含量检测建模方法及装置、检测方法及装置，用以解决现有技术中获得的土壤重金属含量检测模型的精度不高的缺陷。

第一方面，本发明实施例提供一种土壤重金属含量检测建模方法，包括：

对于每一土壤样本，获取所述土壤样本的荧光光谱和目标重金属含量，将所述土壤样本的荧光光谱和目标重金属含量的组合作为一个训练样本，获得多个训练样本，组成训练样本集；

基于所述训练样本集，利用向后间隔偏最小二乘法依次建立多个基模型；

根据预设的集成策略，将各基模型集成为土壤重金属含量检测模型；

其中，所述基模型，用于表示土壤样本的荧光光谱中若干个波段的荧光光谱与土壤样本的目标重金属含量之间的关系。

第二方面，本发明实施例提供一种土壤重金属含量检测方法，包括：

获取待检测土壤的荧光光谱；

将所述待检测土壤的荧光光谱输入至土壤重金属含量检测模型，输出所述待检测土壤中目标重金属含量的检测结果；

其中，所述土壤重金属含量检测模型是利用第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的土壤重金属含量检测建模方法建立的。

第三方面，本发明实施例提供一种土壤重金属含量检测建模装置，包括：

第一获取模块，用于对于每一土壤样本，获取所述土壤样本的荧光光谱和目标重金属含量，将所述土壤样本的荧光光谱和目标重金属含量的组合作为一个训练样本，获得多个训练样本，组成训练样本集；