| 摘要 | 第10-12页 |
| 第一章 绪论 | 第12-20页 |
| 1.1 研究目的和意义 | 第12-13页 |
| 1.2 土壤氮素检测方法及研究现状 | 第13-16页 |
| 1.2.1 传统检测方法 | 第13页 |
| 1.2.2 离子选择性电极 | 第13-14页 |
| 1.2.3 近红外光谱检测 | 第14-15页 |
| 1.2.4 中红外光谱检测 | 第15-16页 |
| 1.3 作物营养诊断方法 | 第16-18页 |
| 1.3.1 传统检测方法 | 第16-17页 |
| 1.3.2 光谱检测技术 | 第17-18页 |
| 1.4 论文研究内容及技术路线 | 第18-20页 |
| 1.4.1 研究内容 | 第18-19页 |
| 1.4.2 技术路线 | 第19-20页 |
| 第二章 分子光谱学方法与化学计量学 | 第20-31页 |
| 2.1 分子光谱学简介 | 第20-21页 |
| 2.1.1 发射光谱 | 第20页 |
| 2.1.2 吸收光谱 | 第20-21页 |
| 2.1.3 散射光谱 | 第21页 |
| 2.2 近红外光谱学 | 第21页 |
| 2.3 中红外光谱学 | 第21-22页 |
| 2.4 拉曼光谱学 | 第22-23页 |
| 2.4.1 拉曼光谱产生原理 | 第22页 |
| 2.4.2 拉曼光谱分析依据 | 第22-23页 |
| 2.4.3 拉曼光谱技术优缺点 | 第23页 |
| 2.5 化学计量学在分子光谱定量化测量中的应用 | 第23-30页 |
| 2.5.1 预处理算法 | 第23-25页 |
| 2.5.1.1 平滑去噪 | 第24页 |
| 2.5.1.2 求导 | 第24页 |
| 2.5.1.3 归一化 | 第24页 |
| 2.5.1.4 多元散射校正 | 第24-25页 |
| 2.5.1.5 标准正态变量变换 | 第25页 |
| 2.5.2 多元校正建模方法 | 第25-28页 |
| 2.5.2.1 偏最小二乘 | 第25-26页 |
| 2.5.2.2 随机森林 | 第26-27页 |
| 2.5.2.3 BP神经网络 | 第27-28页 |
| 2.5.3 模型评价参数 | 第28-29页 |
| 2.5.3.1 决定系数 | 第28页 |
| 2.5.3.2 均方根误差 | 第28-29页 |
| 2.5.3.3 相对分析误差 | 第29页 |
| 2.5.4 特征变量提取方法 | 第29-30页 |
| 2.5.4.1 间隔偏最小二乘法 | 第29页 |
| 2.5.4.2 竞争性自适应重加权算法 | 第29-30页 |
| 2.5.5 提高模型准确性 | 第30页 |
| 2.6 化学计量学软件实现 | 第30页 |
| 2.7 小结 | 第30-31页 |
| 第三章 宏观土壤样品氮素的红外光谱学特征与测量方法 | 第31-60页 |
| 3.1 引言 | 第31页 |
| 3.2 红外光谱测量原理 | 第31-33页 |
| 3.2.1 衰减全反射测量原理 | 第31-32页 |
| 3.2.2 漫反射测量原理 | 第32-33页 |
| 3.2.3 透射测量原理 | 第33页 |
| 3.3 化学分析法测定实验样品的氮素含量及统计分析 | 第33-34页 |
| 3.4 实验装置与光谱采集 | 第34-36页 |
| 3.5 数据处理 | 第36页 |
| 3.6 土壤氮素的ATR光谱定量化检测 | 第36-39页 |
| 3.6.1 光谱预处理 | 第36-37页 |
| 3.6.2 全氮模型的PLS建模结果 | 第37-38页 |
| 3.6.3 速效氮模型的PLS建模结果 | 第38页 |
| 3.6.4 小结 | 第38-39页 |
| 3.7 土壤氮素的DRIFT光谱定量化检测 | 第39-41页 |
| 3.7.1 全氮模型的PLS建模结果 | 第39-40页 |
| 3.7.2 速效氮模型的PLS建模结果 | 第40-41页 |
| 3.7.3 小结 | 第41页 |
| 3.8 土壤氮素的ATR和DRIFT同步测量方法研究 | 第41-52页 |
| 3.8.1 试验系统搭建 | 第41-42页 |
| 3.8.2 样本信号采集 | 第42页 |
| 3.8.3 全氮定量模型分析 | 第42-47页 |
| 3.8.3.1 独立光谱的PLS模型分析 | 第42-44页 |
| 3.8.3.2 独立光谱的主成分载荷分析 | 第44-45页 |
| 3.8.3.3 融合光谱的PLS模型分析 | 第45-47页 |
| 3.8.3.4 融合光谱的随机森林模型分析 | 第47页 |
| 3.8.4 速效氮定量模型分析 | 第47-52页 |
| 3.8.4.1 独立光谱的PLS模型分析 | 第47-48页 |
| 3.8.4.2 独立光谱的主成分载荷分析 | 第48-50页 |
| 3.8.4.3 融合光谱的PLS模型分析 | 第50-51页 |
| 3.8.4.4 融合光谱的随机森林模型分析 | 第51-52页 |
| 3.9 特征区间提取分析 | 第52-58页 |
| 3.9.1 全氮模型IPLS分析 | 第52-55页 |
| 3.9.2 速效氮模型IPLS分析 | 第55-58页 |
| 3.10 小结 | 第58-60页 |
| 第四章 微观土壤样品氮素的红外光谱学成像测量方法 | 第60-70页 |
| 4.1 引言 | 第60页 |
| 4.2 红外光谱成像模式及图像处理方法 | 第60-62页 |
| 4.2.1 红外显微成像的测量方法 | 第60-61页 |
| 4.2.2 红外显微光谱的成像方式 | 第61页 |
| 4.2.2.1 点扫描 | 第61页 |
| 4.2.2.2 线扫描 | 第61页 |
| 4.2.2.3 面扫描 | 第61页 |
| 4.2.3 红外显微图像的分析方法 | 第61-62页 |
| 4.3 实验材料及方法 | 第62-63页 |
| 4.4 数据处理分析 | 第63-64页 |
| 4.5 硝态氮的中红外显微光谱分析 | 第64-66页 |
| 4.6 土壤施肥后硝态氮的微观观测及扩散研究 | 第66-69页 |
| 4.7 小结 | 第69-70页 |
| 第五章 作物组织硝态氮的拉曼光谱学检测及成像方法研究 | 第70-82页 |
| 5.1 引言 | 第70页 |
| 5.2 试剂及样品制备 | 第70-71页 |
| 5.3 实验系统 | 第71-72页 |
| 5.3.1 实验仪器 | 第71-72页 |
| 5.3.2 参数选择 | 第72页 |
| 5.4 数据采集与处理 | 第72-73页 |
| 5.5 叶片氮素的显微拉曼光谱特征分析 | 第73-75页 |
| 5.5.1 硝酸钾的拉曼特征 | 第73页 |
| 5.5.2 叶面硝酸盐的拉曼特征分析 | 第73-75页 |
| 5.6 叶片硝态氮的拉曼光谱定量分析 | 第75-77页 |
| 5.6.1 梯度样品的含量计算 | 第75页 |
| 5.6.2 叶面硝态氮的定量分析 | 第75-77页 |
| 5.7 叶片氮素迁移过程的显微光谱学观测 | 第77-80页 |
| 5.7.1 干净叶面的显微及图像分析 | 第77-78页 |
| 5.7.2 叶面硝态氮迁移变化的观测 | 第78-80页 |
| 5.8 小结 | 第80-82页 |
| 第六章 多波段土壤氮素测量仪研制 | 第82-102页 |
| 6.1 引言 | 第82页 |
| 6.2 系统总体设计 | 第82-83页 |
| 6.3 光路与机械结构设计 | 第83-88页 |
| 6.3.1 关键光学器件选型 | 第83-86页 |
| 6.3.1.1 激光二极管的选择 | 第83-85页 |
| 6.3.1.2 光电探测器的选择 | 第85-86页 |
| 6.3.2 光路与机械结构设计 | 第86-88页 |
| 6.4 测量仪硬件电路系统设计与实现 | 第88-93页 |
| 6.4.1 数据处理模块 | 第89-91页 |
| 6.4.2 光源驱动系统 | 第91-92页 |
| 6.4.3 光电转换调理系统 | 第92-93页 |
| 6.5 多波段土壤养分测量仪配套软件设计 | 第93-94页 |
| 6.6 多波段土壤养分测量仪外观结构设计 | 第94-97页 |
| 6.7 仪器测试与现场实验 | 第97-101页 |
| 6.7.1 仪器稳定性测试 | 第97-98页 |
| 6.7.2 全氮含量测试 | 第98-101页 |
| 6.8 小结 | 第101-102页 |
| 第七章 结论与展望 | 第102-105页 |
| 7.1 研究的主要内容和结论 | 第102-103页 |
| 7.2 本研究的主要创新点 | 第103-104页 |
| 7.3 展望 | 第104-105页 |
| 参考文献 | 第105-112页 |
| Abstract | 第112-113页 |
| 致谢 | 第114-116页 |
| 攻读博士研究生期间发表论文情况 | 第116页 |
