[發明專利]一種現場紫外分光光度計的硝酸鹽濃度數據處理方法

在審

• 申請號: 202110813404.2
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN113376115A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 魏碩;徐鵬昭;李志成;聶紅濤;魏皓
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33;G06F17/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種現場紫外分光光度計的硝酸鹽濃度數據處理方法，包括下列步驟：

(1)數據獲取：基于現場紫外分光光度計實時獲取觀測海域各站點處的硝酸鹽濃度數據；

(2)數據轉換：將現場紫外分光光度計觀測獲得的原始數據轉換為可以用電子制表軟件使用的標準文件；再利用matlab將硝酸鹽濃度數據匯總成易于處理的.mat格式；

(3)數據質量控制：將所獲得的各站位硝酸鹽原始數據進行質量控制，過程如下：

(31)去除現場紫外分光光度計預熱階段獲取的數據；

(32)將由于采樣頻率引起的誤差數據賦nan值；

(33)將儀器誤差范圍內的不合理數據重新賦值；

(34)基于標準偏差的倍數對數據進行去尖峰處理，計算硝酸鹽濃度剖面在對應時間上的一階導數以及導數的局部標準差，將兩者的比值超過某一設定閾值的信號作為尖峰去除，并用尖峰兩端信號的平均值替代，公式如下：

式中，i為某一站點的數據序列，z_i為對應位置的時間，x_i為多現場紫外分光光度計測得的對應位置的硝酸鹽濃度數據，D_i為對應時間的硝酸鹽濃度一階導數，s為該站點的數據對應時間一階導數的標準差；

根據標準差確定閾值，使得其中lim為設定閾值，將兩者比值超過設定閾值lim的信號作為尖峰去除，并用尖峰兩端的平均信號代替；

(4)數據平均：由于現場紫外分光光度計得到的原始數據中不包含深度信息，因此，需要結合CTD溫鹽深儀，將硝酸鹽濃度信息填充對應深度上，將各站位質量控制后的數據進行滑動平均處理，過程如下：

(41)將對應站位上的CTD數據處理成為n米平均的數據，得到其對應每n米的起止時間；

(42)尋找在這一時間段內的硝酸鹽濃度，做平均則得到對應站位n米平均的硝酸鹽濃度剖面。