[发明专利]用光谱技术测定富营养化水体特征参量的方法

摘要

本发明公开了一种用光谱技术测定富营养化水体特征参量的方法。该方法的步骤如下：校正样品集光谱数据库的建立；光谱的预处理；校正模型的建立；光谱特征的提取；未知样本的水质特征参量测定。本发明具有以下优点：(1)利用光谱技术分析富营养化水体的特征参量，其分析速度大大加快。(2)不使用任何化学试剂，降低了检测成本，也不污染环境。(3)与化学方法相比，系统误差和人为误差大大降低，提高了测量精度。(4)能够同时分析检测多个水质参量，节省时间，实时检测技术能够很好的应用于环境监测。(5)具有良好的社会效益和经济效益。如进一步推广，对解决目前日趋严重的湖泊和湿地水域环境的富营养化问题有很好的效果。

主权项

1.一种用光谱技术测定富营养化水质特征参量的方法，其特征在于该方法的步骤如下：1)校正样品集光谱数据库的建立；首先要针对待测水域均匀分布的各测点的水体样本作为校正样本集，然后对校正样本集合中的样本进行光谱扫描得到校正样本标准光谱，同一样品需多次重复测量，以平均光谱作为该样品标准光谱；2)光谱的预处理；获得校正样本集标准光谱后的第一步是对校正样本集标准光谱进行预处理，光谱预处理的作用是光谱图的规范化、抵消背景干扰及提高光谱的质量；3)校正模型的建立；应用多元回归算法对于预处理后的光谱数据和样本的参考标准测量值建立校正模型；4)光谱特征的提取；光谱的数据一般都有数百到数千个数据点，所有的数据都用来建立模型往往导致模型学习时间长，模型结构复杂，常用的方法是逐步回归的方法来寻找特征波段，或者应用相关系数曲线分析的方法来实现；5)未知样本的水质特征参量测定；首先扫描待测量样本获取它们的光谱，获取它们的光谱时所采用的测量方法，必须同获取建立校正模型的样本光谱时所采用的测量方法保持一致；所采取的采样方法、分辨率、扫描间隔或扫描时间也应该同获取建立校正模型的样本光谱时所采用的各参数保持一致；6)把未知水样经预处理的光谱信息输入已经建立的校正模型即可预测出未知样品的总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)、叶绿素a(Chla)、透明度(SD)的含量。