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引用本文:   赵环, 宦克为, 石晓光, 郑峰, 刘丽莹, 刘微, 赵春英. 基于自加权变量组合集群分析法的近红外光谱变量选择方法研究. 分析化学, 2018, 46(1): 136-142. doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171158 [复制]

Citation:   ZHAO Huan, HUAN Ke-Wei, SHI Xiao-Guang, ZHENG Feng, LIU Li-Ying, LIU Wei, ZHAO Chun-Ying. A Variable Selection Method of Near Infrared Spectroscopy Based on Automatic Weighting Variable Combination Population Analysis. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2018, 46(1): 136-142. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171158 [复制]

基于自加权变量组合集群分析法的近红外光谱变量选择方法研究

通讯作者:  宦克为, huankewei@126.com

收稿日期: 2017-08-08

接受日期: 2017-10-08

出版日期: 2018-01-20

基金项目: 本文系国家公益性行业(气象)科研专项课题(No.GYHY201406037),高等学校博士学科点专项科研基金联合项目(No.20112216110006)资助

A Variable Selection Method of Near Infrared Spectroscopy Based on Automatic Weighting Variable Combination Population Analysis

Corresponding author:  HUAN Ke-Wei, huankewei@126.com

Received Date:  2017-08-08

Accepted Date:  2017-10-08

Published Date:  2018-01-20

变量选择技术是光谱建模的重要环节。本研究提出了一种新的变量选择方法——自加权变量组合集群分析法(AWVCPA),首先通过二进制矩阵采样法(BMS)对变量空间进行采样;其次通过对变量出现频率(Fre)和偏最小二乘回归系数(Reg)两种信息向量(IVs)做加权处理,得到了每个光谱变量的贡献值,进而考虑到了Fre和Reg两类IVs对于光谱建模的影响;最后通过指数衰减函数(EDF)删除贡献小的波长点,进而实现特征变量选取。以啤酒和玉米两组近红外光谱数据为例,基于偏最小二乘法(PLS)建立啤酒中酵母浓度预测模型和玉米中油浓度预测模型,对比其它变量选择方法。研究表明,在相同条件下,基于AWVCPA变量选择方法建立的预测模型都取得了最优的预测精度,对啤酒中酵母浓度的预测,相比全光谱PLS模型,RMSEP由0.5348下降到0.1457,预测精度提高了72.7%;对玉米含油量的预测,相比全光谱PLS模型,预测均方根误差(RMSEP)由0.0702下降到了0.0248,预测精度提高了64.7%。

关键词:   近红外光谱, 化学计量学, 变量选择, 自加权变量组合集群分析法, 信息向量
Key words:   Near infrared spectroscopy, Chemometrics, Variable selection, Automatic weighting variable combination population analysis, Information vector
[1]

YUN Yong-Huan, DENG Bai-Chuan, LIANG Yi-Zheng. Chinese J. Anal. Chem., 2015, 43(11): 1638-1647. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.150566

云永欢, 邓百川, 梁逸曾. 分析化学, 2015, 43(11): 1638-1647. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.150566

[2]

JIN Zhao-Xi, ZHANG Xiu-Juan, LUO Fu-Yi, AN Dong, ZHAO Sheng-Yi, RAN Hang, YAN Yan-Lu. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2016, 36(12): 3920-3925

靳召晰, 张秀娟, 罗付义, 安冬, 赵盛毅, 冉航, 严衍禄. 光谱学与光谱分析, 2016, 36(12): 3920-3925

[3]

LIANG Yi-Zeng, XU Qing-Song. Instrumental Analysis of Complex Systems-White, Gray and Black Analytical Systems and Their Multivariate Methods. Beijing: 化学工业出版社, 2012, 494-502

梁逸曾, 徐青松. 复杂体系仪器分析-白、灰、黑分析体系及其多变量解析方法. 北京: 化学工业出版社, 2012, 494-502

[4]

LI Zheng-Feng, XU Guang-Jin, WANG Jia-Jun, DU Guo-Rong, CAI Wen-Sheng, SHAO Xue-Guang. Chinese J. Anal. Chem., 2016, 44(2): 305-309. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.150793

李正风, 徐广晋, 王家俊, 杜国荣, 蔡文生, 邵学广. 分析化学, 2016, 44(2): 305-309. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.150793

[5]

Cai W S, Li Y K, Shao X G. Chemometr. Intell. Lab. Syst., 2008, 90(2): 188-194. doi: 10.1016/j.chemolab.2007.10.001

[6]

Yang J, Honavar V. Springer, US., 1998, 111(1): 117-122

[7]

Leardi R. J. Chemometri., 2000, 14: 643-655. doi: 10.1002/(ISSN)1099-128X

[8]

Leardi R. J. Chemometr., 2001, 15(7): 559-569. doi: 10.1002/(ISSN)1099-128X

[9]

Yun Y H, Cao D S, Tan L M, Yan J, Ren D B, Xu Q S, Yu L, Liang Y Z. Chemometr. Intell. Lab. Syst., 2014, 130: 76-83. doi: 10.1016/j.chemolab.2013.09.007

[10]

ZHU Feng-Le, HE Yong, SHAO Yong-Ni. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2015, 35(1): 113-117

朱逢乐, 何勇, 邵咏妮. 光谱学与光谱分析, 2015, 35(1): 113-117

[11]

Li H D, Li Y Z, Xu Q S, Cao D S. Anal. Chim. Acta, 2009, 648(1): 77-84. doi: 10.1016/j.aca.2009.06.046

[12]

Zheng K Y, Li Q Q, Wang J J, Geng J P, Cao P, Sui T, Wang X, Du Y P. Chemometr. Intell. Lab. Syst., 2012, 112: 48-54. doi: 10.1016/j.chemolab.2012.01.002

[13]

Yun Y H, Wang W T, Tan L M, Liang Y Z, Li H D, Cao D S, Lu H M, Xu Q S. Anal. Chim. Acta, 2014, 807: 36-45. doi: 10.1016/j.aca.2013.11.032

[14]

Yun Y H, Wang W T, Deng B C, Lai G B, Liu X B, Ren D B, Liang Y Z, Fan W, Xu Q S. Anal. Chim. Acta, 2015, 862: 14-23. doi: 10.1016/j.aca.2014.12.048

[15]

Deng B C, Yun Y H, Liang Y Z, Yi L Z. Analyst, 2014, 139(19): 4836-4845. doi: 10.1039/C4AN00730A

[16]

Teofilo R F, Martins J P A, Ferreira M M C. J. Chemometr., 2009, 23(1-2): 32-48

[17]

Gosselin R, Rodrigue D, Duchesne C. Chemometr. Intell. Lab. Syst., 2010, 100(1): 12-21. doi: 10.1016/j.chemolab.2009.09.005

[18]

Ferre J, Faber N M. Chemometr. Intell. Lab. Syst., 2003, 69(1): 123-136

[19]

Brown P J. J. Chemometr., 1992, 6(3): 151-161. doi: 10.1002/(ISSN)1099-128X

[20]

Shao X G, Bian X H, Liu J J, Zhang M, Cai W S. Anal. Methods, 2010, 2(11): 1662-1666. doi: 10.1039/c0ay00421a

[21]

Li H D, Liang Y Z, Xu Q S, Cao D S. J. Chemometr., 2010, 24(7-8): 418-423. doi: 10.1002/cem.1300

[22]

Norgaard L, Saudland A, Wagner J, Nielsen J P, Munck L, Engelsen S B. Appl. Spectrosc., 2000, 54(3): 413-419. doi: 10.1366/0003702001949500

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基于自加权变量组合集群分析法的近红外光谱变量选择方法研究

赵环, 宦克为, 石晓光, 郑峰, 刘丽莹, 刘微, 赵春英

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