[发明专利]一种基于拉曼光谱的大气黑碳气溶胶源解析方法

权利要求书

1.一种基于拉曼光谱的大气黑碳气溶胶源解析方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)选取多种单一来源的黑碳气溶胶样品，基于拉曼光谱建立判别统计分析模型，所述的判别统计分析模型包括用于判断待测样品上某一样本点黑碳来源类别的判别方程，判别统计分析模型具体通过如下步骤获得：

(11)分别采集各个种类的单一来源的黑碳气溶胶样品的拉曼光谱；

(12)利用五峰分峰拟合方法获取特征拉曼光谱峰的谱峰参数；

(13)将各个种类的单一来源的黑碳气溶胶样品的谱峰参数进行描述性统计分析获取谱峰参数中具有显著性组内差异的谱峰参数；

(14)建立逐步判别统计分析模型，从具有显著性组内差异的谱峰参数中获取最佳判别变量，建立基于最佳判别变量的判别方程，各个种类的单一来源的黑碳气溶胶样品对应有一个判别方程；

(2)对于待测量的大气黑碳气溶胶样品，采集样品上各样本点的拉曼光谱，利用判别方程确定各样本点的黑碳来源类别，并计算该待测量样品中各黑碳来源的比例；

步骤(2)具体为：

(21)采集待测量的大气黑碳气溶胶样品上各样本点的拉曼光谱；

(22)采用与步骤(12)相同的五峰分峰拟合方法获取各样本点对应的谱峰参数；

(23)将各样本点的谱峰参数输入至判别模型，利用判别方程计算得到各样本点的黑碳来源类别；

(24)统计所有样本点中每一种黑碳来源类别样本点的个数，分别计算每个黑碳来源类别对应样本点占总样本点的比例，确定各黑碳来源的比例。

2.根据权利要求1所述的一种基于拉曼光谱的大气黑碳气溶胶源解析方法，其特征在于，步骤(12)中五峰分峰拟合方法的五峰中第一峰为D1、第二峰为D2、第三峰为D3、第四峰为D4、第五峰为G，其中，D1出峰位置为1360cm^-1±5cm^-1，D2出峰位置为1620cm^-1±5cm^-1，D3出峰位置为1530cm^-1±5cm^-1，D4出峰位置为1180cm^-1±5cm^-1，G出峰位置为1580cm^-1±5cm^-1。

3.根据权利要求1所述的一种基于拉曼光谱的大气黑碳气溶胶源解析方法，其特征在于，步骤(12)中五峰分峰拟合方法使用Lorentz函数进行拟合。

4.根据权利要求2所述的一种基于拉曼光谱的大气黑碳气溶胶源解析方法，其特征在于，步骤(12)中的谱峰参数包括峰强比、半峰宽度比、峰面积比和出峰位置，所述的峰强比包括第一峰和第五峰的峰强比I_D1/G、第二峰和第五峰的峰强比I_D2/G、第三峰和第五峰的峰强比I_D3/G、第四峰和第五峰的峰强比I_D4/G，所述的半峰宽度比包括第一峰和第五峰的半峰宽度比FWHM_D1/G、第二峰和第五峰的半峰宽度比FWHM_D2/G、第三峰和第五峰的半峰宽度比FWHM_D3/G、第四峰和第五峰的半峰宽度比FWHM_D4/G，所述的峰面积比包括第一峰和第五峰的峰面积比A_D1/G、第二峰和第五峰的峰面积比A_D2/G、第三峰和第五峰的峰面积比A_D3/G、第四峰和第五峰的峰面积比A_D4/G，所述的出峰位置包括第一峰的出峰位置D1、第二峰的出峰位置D2、第三峰的出峰位置D3、第四峰的出峰位置D4、第五峰的出峰位置G。

5.根据权利要求1所述的一种基于拉曼光谱的大气黑碳气溶胶源解析方法，其特征在于，步骤(13)中具有显著性组内差异的谱峰参数为描述性统计分析结果中P0.05的谱峰参数，P为某组数据不具有显著性组内差异的概率。

6.根据权利要求1所述的一种基于拉曼光谱的大气黑碳气溶胶源解析方法，其特征在于，步骤(14)具体为：导入具有显著性组内差异的谱峰参数作为自变量，并选择步进法控制变量输入或移去；选择Wilks Lamda判别方法来用于输入或移去新变量，使用F值作为输入或移去变量的标准，其中F为可解释方差与无法解释方差的比值；最终，确定最佳判别变量，获得判别方程。