[發明專利]利用近紅外光譜快速檢測土壤的穩定碳同位素比值的方法

有效

• 申請號: 201610113324.5
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105699322B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 喻文娟;王瑞斌;康宏樟;劉星;張莉;劉玉敏;吳玉森
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種利用近紅外光譜檢測土壤的穩定碳同位素比值的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

1)測得多個定標土壤樣品的穩定碳同位素比值；

2)采集定標土壤樣品的近紅外波段的漫反射譜圖，得到原始譜圖；

3)將原始譜圖進行平滑預處理，得到處理后譜圖；

4)采用向量機法建立定標土壤樣品的處理后譜圖與穩定碳同位素比值間的定量關系模型；

5)采集待測土壤樣品的近紅外波段的漫反射譜圖，根據定量關系模型計算待測土壤樣品的穩定碳同位素比值；

其中，步驟4)中，建立所述定量關系模型的具體步驟包括：用SPXY法分別將光譜信息和所述穩定碳同位素比值劃分為校正集和驗證集，采用RBF核函數進行支持向量機計算，利用網絡搜尋法并通過5折交叉驗證法確定最佳的核函數參數g和懲罰參數c，用所述校正集的光譜信息為自變量，以所述穩定碳同位素比值為因變量，建立回歸模型，并利用驗證集檢驗校正模型的精度；

所述校正集和所述驗證集的樣本數的比例為3：1；

利用所述網絡搜尋法并通過所述5折交叉驗證法確定最佳的所述核函數參數g和所述懲罰參數c的步驟包括：讓所述懲罰參數c和所述核函數參數g在2^-10到2¹⁰之間離散取值；對于取定的所述核函數參數g和所述懲罰參數c，將所述校正集作為原始數據并利用5折交叉驗證選取使所述校正集驗證均方誤差最小的所述核函數參數g和所述懲罰參數c；當使所述校正集驗證均方誤差最小的所述核函數參數g和所述懲罰參數c有多組，則選取所述懲罰參數c最小的一組作為最佳參數；當選取所述懲罰參數c最小，對應有多組核函數參數g，則選取搜索到的第一組核函數參數g和懲罰參數c作為最佳參數；

用所述驗證集檢驗所述校正模型的精度的具體步驟包括：用預測相關系數和預測均方根誤差為指標考察模型性能，并使用預測相對分析誤差對模型進行評價。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟1)中，測得定標土壤樣品的穩定碳同位素比值的方法為穩定同位素比例質譜法。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟1)中，制備定標土壤樣品的具體步驟包括：將土樣除水后，磨細，過60目篩。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟1)中，所述的多個定標土壤樣品包括Oe和Oa層土壤的樣品。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟3)中，將原始譜圖進行平滑預處理的具體步驟包括：大氣背景抑制，吸光度轉換，自動基線校正和Norris一階導數濾波平滑處理。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟1)中，制備待測土壤樣品的具體步驟包括：將土樣除水后，磨細，過60目篩。