一種基于EWMA-PCA的水質(zhì)光譜數(shù)據(jù)標準化方法研究

周思寒，胡新宇，湯 斌，3*，趙明富，李奉笑，汪仁杰，肖棋森，肖 渝

1. 重慶理工大學現(xiàn)代光電檢測技術與儀器重點實驗室，重慶 400054 2. 重慶理工大學光纖傳感與光電檢測重慶市重點實驗室，重慶 400054 3. 重慶大學光電技術及系統(tǒng)教育部重點實驗室，重慶 400044

引 言

傳統(tǒng)的化學方法水質(zhì)檢測精度高，但檢測周期較長、需專業(yè)人員操作、所使用化學試劑容易產(chǎn)生二次污染[1-2]。近年來，紫外-可見光譜法廣泛應用于水質(zhì)檢測中，其具有快速、無二次污染、指紋檢測、可污染溯源等優(yōu)點，已成為水質(zhì)檢測領域的研究熱點[2]。在紫外-可見光譜法水質(zhì)檢測系統(tǒng)中，為了提高整個檢測系統(tǒng)的精度及穩(wěn)定性，對數(shù)據(jù)的光譜探測單元提出更高要求。不同儀器生產(chǎn)廠家制作工藝不同，同一廠家產(chǎn)品批次不同，以及檢測設備老化程度不同等影響因素，對同一樣本檢測結果會出現(xiàn)差異。在一臺儀器(稱源機，Master)建立的模型，將無法適用于另一臺儀器(稱目標機，Slave)。引起該模型“失效”的原因主要是樣本與各儀器響應函數(shù)不同所引起的量測信號不一致。因此，實際監(jiān)測環(huán)境需針對不同監(jiān)測點、不同光譜儀所測得的紫外-可見水質(zhì)光譜數(shù)據(jù)分別建模，會導致效率低下，模型維護成本增加，而模型傳遞能夠有效解決上述問題。

國內(nèi)外學者對拉曼光譜、高光譜、近紅外光譜中的模型傳遞問題有著廣泛深入的研究[3]。如結合標準正態(tài)變換，利用分段直接標準化實現(xiàn)拉曼光譜模型傳遞；有研究[4]實現(xiàn)被測物的拉曼光譜的預測模型在同類物種之間傳遞。……