菱透浮萍綠錦池，夏鶯千囀弄薔薇透過(guò)浮萍，詩(shī)人的眼里看到的是其和水中菱葉相映成趣的景象，是夏日池塘的勃勃生機(jī)。而在科研學(xué)者的眼中，看到的是天南星目浮萍科的水生植物，是潛藏在水稻種植中的雙刃劍。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的爭(zhēng)奪?自然光照的遮擋?生存空間的占據(jù)?在一片生機(jī)之下，浮萍和水稻之間塑造著另一番景象..由于氣候變暖/或灌溉水富營(yíng)養(yǎng)化的影響，稻田中的浮萍（DGP）大幅增加。本研究考慮到生態(tài)因素、光合能力、光譜變化和植物生長(zhǎng)等因素，對(duì)三個(gè)代表性水稻品種進(jìn)行了田間試驗(yàn)，以確定DGP對(duì)水稻產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，DGP顯著降低pH值0.6，日水溫降低0.6℃，水稻抽穗期提前1.6天，并平均增加了葉片的SPAD和光合速率分別為10.8%和14.4%。DGP還顯著提高了RARSc、MTCI、GCI、NDVI705、CI、CIrededge、mND705、SR705、GM等多種植被指數(shù)的數(shù)值，并且水稻冠層反射光譜的一階導(dǎo)數(shù)曲線在DGP處理后呈現(xiàn)出“紅移”現(xiàn)象。上述因素的改變可導(dǎo)致株高平均增加4.7%，干物質(zhì)重量平均增加15.0%，每平方米穗數(shù)平均增加10.6%，千粒重平均增加2.3%，最終籽粒產(chǎn)量增加10.2%。 DGP誘導(dǎo)的籽粒增產(chǎn)可以通過(guò)降低稻田水的pH值和溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而提高SPAD值和葉片的光合作用，刺激水稻植株生長(zhǎng)。這些成果可以通過(guò)水稻和浮萍之間的生物協(xié)同作用，為未來(lái)農(nóng)業(yè)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供有價(jià)值的理...
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在城市污水處理與農(nóng)村生活廢棄物管理中，化糞池作為一種常見(jiàn)的糞便處理設(shè)施，承擔(dān)著重要角色。然而，化糞池在分解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生包括氨氣在內(nèi)的惡臭氣體，這些氣體不僅對(duì)周?chē)h(huán)境造成異味污染，還可能對(duì)人體健康構(gòu)成威脅。以下論文中，來(lái)自上海市環(huán)境科學(xué)研究院的研究團(tuán)進(jìn)行了化糞池的相關(guān)研究，以降低化糞池氨氣排放對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，促進(jìn)生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展，為相關(guān)領(lǐng)域的政策制定和技術(shù)改進(jìn)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。中國(guó)城市潛在NH3排放源-化糞池背景介紹在中國(guó)高度污染的城市大氣中，大氣新粒子形成可能是由于硫酸和胺的成核機(jī)制，而目前尚不清楚為什么中國(guó)的城市大氣中富含胺。在城市中，盡管抽水馬桶的普及率接近100%，但人類(lèi)排泄物大多儲(chǔ)存在建筑物下面的化糞池中，而不是直接運(yùn)往污水處理廠?；S池中大量NH3是微生物分解的產(chǎn)物，可以通過(guò)連接屋頂?shù)乃芰瞎茚尫诺酱髿庵?。鑒于胺與氨是共同排放的，有理由認(rèn)為人類(lèi)排泄物也可能是中國(guó)城市中胺的重要來(lái)源。除了解氨排放特性外，基于氨和胺同時(shí)測(cè)量來(lái)制定準(zhǔn)確的氨排放清單是必要的。研究方法來(lái)自上海市環(huán)境科學(xué)研究院的研究團(tuán)隊(duì)于2020年7月6日至30日在上海市環(huán)境科學(xué)研究院的化糞池及室外環(huán)境中利用Picarro G2103氨氣分析儀以1HZ高時(shí)間分辨率進(jìn)行了NH3在線測(cè)量，同時(shí)測(cè)量了各種胺組分。結(jié) 論在人類(lèi)活動(dòng)的驅(qū)動(dòng)下，持續(xù)觀測(cè)到強(qiáng)烈的C2-和C3-胺排放脈沖，其中（C3H7N）以前很少測(cè)量到，...
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目錄1. 后處理方法介紹1.1 Ustar閾值判斷（主要針對(duì)夜間NEE）1.2 數(shù)據(jù)插補(bǔ)1.2.1 查表法插補(bǔ)（LUT法）1.2.2 平均日變化曲線法（MDC法）1.2.3 樣本邊緣分布采樣法（MDS法）1.3 數(shù)據(jù)拆分2. REddyProc包處理數(shù)據(jù)格式介紹2.1 輸入需要處理數(shù)據(jù)的格式2.2 輸出處理完畢數(shù)據(jù)的格式3. REddyProc包的R代碼介紹3.1 準(zhǔn)備—R程序包安裝、運(yùn)行、目標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)入和調(diào)整3.2 數(shù)據(jù)后處理3.2.1 Ustar閾值計(jì)算3.2.2 數(shù)據(jù)插補(bǔ)3.2.3 NEE拆分插補(bǔ)3.2.4整合處理結(jié)果并輸出數(shù)據(jù)渦動(dòng)通量數(shù)據(jù)處理分為在線處理（online-processing）和后處理（post-processing）。其中在線處理針對(duì)高頻通量數(shù)據(jù)（e.g.10Hz data）通過(guò)一系列標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行計(jì)算，最后得到帶有質(zhì)量評(píng)價(jià)的低頻通量數(shù)據(jù)（e.g.half-hour data），后處理主要包括Ustar閾值估計(jì)、數(shù)據(jù)插補(bǔ)和碳通量（NEE）拆分（植被總生產(chǎn)力GPP和呼吸消耗Re）及其結(jié)果的可視化表達(dá)。當(dāng)夜間大氣湍流運(yùn)動(dòng)較弱時(shí)，摩擦風(fēng)速u(mài)?降低，渦動(dòng)相關(guān)系統(tǒng)測(cè)量碳通量NEE時(shí)會(huì)出現(xiàn)低估的現(xiàn)象，數(shù)據(jù)漂移值增多。通常需要判斷出u?閾值，剔除這些低于u?閾值的NEE；對(duì)缺失的數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)，有利于得到完整的時(shí)間序列并得到更長(zhǎng)時(shí)間尺度（月或年）下的均值；NEE通過(guò)主流的模型方...
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![渦動(dòng)相關(guān)觀測(cè)與數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)知識(shí)系列之一：通量塔的選址與建塔的基本原則]( "渦動(dòng)相關(guān)觀測(cè)與數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)知識(shí)系列之一：通量塔的選址與建塔的基本原則")
近年來(lái)，采用渦動(dòng)相關(guān)(eddy-covariance，EC)方法測(cè)量溫室氣體通量的站點(diǎn)數(shù)量在迅速增加，但是要在科學(xué)目的、工程標(biāo)準(zhǔn)、安裝運(yùn)行成本和實(shí)用性之間做出平衡，尋找到最佳的解決方法，仍是一個(gè)具有挑戰(zhàn)的工作。從觀測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性和精確度來(lái)說(shuō)，選址、建塔等站點(diǎn)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)是重中之重。1、位置選擇站點(diǎn)選址的基本原則是，該站點(diǎn)能夠盡量觀測(cè)到全部的研究對(duì)象，這涉及到兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是方向，一個(gè)是架設(shè)高度。首先是確定觀測(cè)區(qū)域近幾年的主風(fēng)向，可以參考近幾年的氣象數(shù)據(jù)。由于中國(guó)大部分地區(qū)是季風(fēng)氣候，一般在春夏和秋冬會(huì)有兩個(gè)主風(fēng)向，這時(shí)候要考慮通量?jī)x器的架設(shè)方向，實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的主要周期等。如果儀器架設(shè)方向可以隨主風(fēng)向的改變方便調(diào)整，或者實(shí)驗(yàn)周期是明確區(qū)分了春夏或者秋冬，那么在選址時(shí)可以選在觀測(cè)對(duì)象的下風(fēng)向，這樣可以盡可能多的觀測(cè)到目標(biāo)對(duì)象；如果不能改變通量?jī)x器的架設(shè)方向，且是長(zhǎng)期定位觀測(cè)，那盡量將觀測(cè)地點(diǎn)選址在觀測(cè)對(duì)象的中央位置，或者沿主風(fēng)向的中點(diǎn)位置，這樣可以盡可能的在不改變儀器方向和位置的前提下，觀測(cè)到盡可能多的研究對(duì)象。確定架設(shè)高度要滿足通量?jī)x器的基本觀測(cè)條件， 即滿足湍流運(yùn)動(dòng)的充分交換。一般的架設(shè)高度是下墊面冠層高度的1.5到2倍（具體確定觀測(cè)高度的經(jīng)驗(yàn)法則見(jiàn)圖 1）；在相對(duì)平坦和均勻的下墊面條件下，觀測(cè)距離大約是觀測(cè)有效高度的100倍（風(fēng)浪區(qū)原理），具體范圍需要根據(jù)footprint源區(qū)計(jì)算，隨著...
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大興安嶺地處中國(guó)東北，這里的氣候寒冷干燥，冬季漫長(zhǎng)而嚴(yán)寒，夏季則短暫而涼爽，適宜白樺的生長(zhǎng)。亭亭白樺，悠悠碧空，微微南來(lái)風(fēng)。春天，是大興安嶺的白樺樹(shù)復(fù)蘇的季節(jié)。雪融水潤(rùn)，大地回春，在這神秘而美麗的土地上，白樺樹(shù)以其獨(dú)特的水分利用能力，展現(xiàn)出了大自然魅力。大興安嶺南部白樺的水分利用規(guī)律及其對(duì)干旱環(huán)境的適應(yīng)性本研究旨在考察大興安嶺南部天然次生林中主要植物白樺（Betula platyphylla）的水分利用模式。該調(diào)查利用氧穩(wěn)定同位素技術(shù)，時(shí)間跨度涵蓋2019年7月至2020年9月。東北地區(qū)研究區(qū)的位置及其森林分布（綠色）。“其他”是指林地（灰色）以外的土地利用類(lèi)型。在兩年的時(shí)間里，在純白樺林內(nèi)建立的 30 m × 30 m 的樣地內(nèi)進(jìn)行了季節(jié)性田間試驗(yàn)。作者選擇了五棵健康的白樺木，其高度和胸徑接近研究區(qū)域的平均值。樣地土壤剖面較淺（厚度約為 40-70 厘米）土壤采樣在每月中旬無(wú)雨的日子或降雨后的幾天進(jìn)行。每月系統(tǒng)采集10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、60 cm深度的樹(shù)木木質(zhì)部水和土壤水樣本，進(jìn)行穩(wěn)定同位素分析。成熟植物體內(nèi)水的同位素組成可以反映植物水分來(lái)源的同位素組成。2019年和2020年（5月至10月）在樣樹(shù)上取樣，每棵樣樹(shù)取樣3個(gè)重復(fù)。使用手動(dòng)螺旋鉆獲取土壤水樣，并用封口膜密封在玻璃容器中，用于隨后的同位素分析。為了減輕蒸發(fā)對(duì)同位素含量的影響，所有土壤...
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![使用無(wú)人機(jī)高光譜圖像和小型校準(zhǔn)數(shù)據(jù)集對(duì)田間土壤有機(jī)質(zhì)進(jìn)行高分辨率測(cè)繪]( "使用無(wú)人機(jī)高光譜圖像和小型校準(zhǔn)數(shù)據(jù)集對(duì)田間土壤有機(jī)質(zhì)進(jìn)行高分辨率測(cè)繪")
中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)生于新石器時(shí)代。中國(guó)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)包括種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)和副業(yè)；但數(shù)千年來(lái)一直以種植業(yè)為主。東北地區(qū)的黑土地，是寶貴的農(nóng)業(yè)資源。黑土地的土壤富含有機(jī)質(zhì)，深黑色的沃土，沉甸甸的感覺(jué)讓人感受到這片土地的肥沃。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，科技的應(yīng)用在這片沃土上也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，科研團(tuán)隊(duì)利用機(jī)載高光譜對(duì)黑土地的土壤有機(jī)質(zhì)做了相關(guān)研究。使用無(wú)人機(jī)高光譜圖像和小型校準(zhǔn)數(shù)據(jù)集對(duì)田間土壤有機(jī)質(zhì)進(jìn)行高分辨率測(cè)繪快速獲取田間尺度土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）的高分辨率空間分布對(duì)于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)至關(guān)重要。無(wú)人機(jī)成像高光譜技術(shù)以其高空間分辨率和時(shí)效性，可以填補(bǔ)地面監(jiān)測(cè)和遙感的研究空白。本研究旨在測(cè)試在中國(guó)東北典型低地勢(shì)黑土地區(qū)使用無(wú)人機(jī)高光譜數(shù)據(jù)（400–1000 nm）和小型校準(zhǔn)樣本集進(jìn)行1 m分辨率SOM繪圖的可行性。該實(shí)驗(yàn)在大約20公頃的土地上進(jìn)行。為了進(jìn)行校準(zhǔn)，使用 100 × 100 m 網(wǎng)格采樣策略收集了 20 個(gè)樣品，同時(shí)隨機(jī)收集了 20 個(gè)樣品進(jìn)行獨(dú)立驗(yàn)證。無(wú)人機(jī)捕獲空間分辨率為0.05×0.05 m的高光譜圖像。然后對(duì)每 1 × 1 m 內(nèi)提取的光譜進(jìn)行平均以代表該網(wǎng)格的光譜。在應(yīng)用各種光譜預(yù)處理（包括吸光度轉(zhuǎn)換、多重散射校正、Savitzky-Golay 平滑濾波和一階微分）后，SOM 光譜相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)最大值從 0.41 增加到 0.58。最佳隨機(jī)森林（R...
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有機(jī)蔬菜，是指在蔬菜生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格按照有機(jī)生產(chǎn)規(guī)程，禁止使用任何化學(xué)合成的農(nóng)藥、化肥、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等化學(xué)物質(zhì)，以及基因工程生物及其產(chǎn)物，而是遵循自然規(guī)律和生態(tài)學(xué)原理，采取一系列可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)技術(shù)，協(xié)調(diào)種植平衡，維持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定，且經(jīng)過(guò)有機(jī)食品認(rèn)證機(jī)構(gòu)鑒定認(rèn)證，并頒發(fā)有機(jī)食品證書(shū)的蔬菜產(chǎn)品。關(guān)于如何快速鑒別有機(jī)蔬菜與非有機(jī)蔬菜，光譜儀器的應(yīng)用提供了新的思路。一起來(lái)了解一下今日推薦的文章。使用 VIS-NIR 光譜儀通過(guò)特征波長(zhǎng)和線性判別分析法快速區(qū)分有機(jī)和非有機(jī)葉菜（空心菜、莧菜、生菜和小白菜）當(dāng)前有機(jī)葉類(lèi)蔬菜面臨著可能被非有機(jī)產(chǎn)品替代以及容易脫水和變質(zhì)的挑戰(zhàn)。為了解決這些問(wèn)題，本研究采用ASD FieldSpec 4 便攜式地物光譜儀 結(jié)合線性判別分析 (LDA) 來(lái)快速區(qū)分有機(jī)和非有機(jī)葉菜。有機(jī)類(lèi)包括有機(jī)空心菜 (Ipomoea Aquatica Forsskal)、莧菜 (Amaranthus tricolor L.)、生菜 (Lactuca sativa var. ramosa Hort.) 和小白菜 (Brassica rapa var. chinensis (Linnaeus) Kitamura)，而非有機(jī)類(lèi)別由四種對(duì)應(yīng)的非有機(jī)類(lèi)別組成。分別對(duì)這些蔬菜的葉子和莖的反射光譜進(jìn)行二元分類(lèi)。鑒于 VIS-NIR 光譜范圍廣泛，使用穩(wěn)定性選擇 (SS)、隨機(jī)森林 (RF)...
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微塑料是指直徑小于5毫米的塑料顆粒，它們主要來(lái)源于塑料制品的磨損、降解和破碎，對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了不容忽視的影響。微塑料廣泛分布在河流、湖泊、海洋等水體中，對(duì)水環(huán)境會(huì)造成污染，也可被水生生物攝取，進(jìn)而在食物鏈中傳遞，最終影響到人類(lèi)健康。此外，微塑料還可能影響浮游動(dòng)物的攝食、生長(zhǎng)和繁殖，從而影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的功能。針對(duì)微塑料是否會(huì)影響生物擾動(dòng)活動(dòng)，國(guó)外的一組團(tuán)隊(duì)展開(kāi)了研究。淡水沉積物中的微塑料影響主要生物擾動(dòng)者在生態(tài)系統(tǒng)功能中的作用 微塑料（粒徑≤5mm）是塑料廢物中的一部分，會(huì)通過(guò)沿海徑流和河流進(jìn)入到海洋。根據(jù)其密度差異，或漂浮在水中或進(jìn)入沉積物中。沉積物-水界面是水中生物主要活動(dòng)區(qū)，通過(guò)生物地球化學(xué)過(guò)程在生態(tài)系統(tǒng)功能中發(fā)揮著重要作用。這些生物地球化學(xué)過(guò)程主要由微生物活動(dòng)驅(qū)動(dòng)，而底棲無(wú)脊椎動(dòng)物生物擾動(dòng)作用明顯，可憑借進(jìn)食、排泄、推土、掘穴以及建造洞穴、土堆和坑等行為影響各界面間的養(yǎng)分動(dòng)態(tài)及微生物過(guò)程。但目前尚不清楚微塑料的存在是否會(huì)影響生物擾動(dòng)者在沉積物中的生理和活動(dòng)?；诖耍瑸樘钛a(bǔ)研究空白，國(guó)外的一組研究團(tuán)隊(duì)在法國(guó)東南部Lone des Pe?cheurs河床收集沉積物，過(guò)篩后，于-20℃儲(chǔ)存以殺死微生物。然后測(cè)量了沉積物樣品的顆粒物粒徑分布、總有機(jī)碳（TOC）和總氮含量（TN）。將沉積物和微塑料在玻璃瓶中混合以形成4個(gè)微塑料濃度（0 顆粒物/kg沉積物干物質(zhì)（對(duì)照）...
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在青藏高原的腹地，巍峨的唐古拉山脈佇立于世界之巔，其冰川如同大自然的年輪，默默記錄著地球氣候的每一次微妙變化。冰川之中，那些被冰封的氣泡，就像是時(shí)間的容器，保存著過(guò)去氣候的密碼。冰芯氣泡，是冰川積累過(guò)程中空氣被困于冰層之中形成的。它們不僅僅是簡(jiǎn)單的空氣囊泡，而是攜帶著過(guò)去氣候信息的寶貴資源。當(dāng)雪花飄落并逐漸積累成冰時(shí)，其中的空氣被封存，形成了氣泡。這些氣泡中的空氣成分，包括溫室氣體如二氧化碳和甲烷，以及它們的濃度，都是反映當(dāng)時(shí)大氣成分的重要指標(biāo)?？茖W(xué)家們通過(guò)分析這些冰芯中的氣泡，揭示了氣候變化的歷史，而冰芯中的δ18O值更是成為了解這一歷史的關(guān)鍵線索。青藏高原中部冰芯氣泡δ18O指示晚全新世冰川變化 冰芯中的氣泡是冰初形成時(shí)的地球大氣，蘊(yùn)含了關(guān)于過(guò)去的無(wú)窮訊息，是研究古大氣環(huán)境最直接的方法，且已廣泛用于區(qū)域或全球氣候重建。極地和高山冰川冰芯中空氣含量的變化除了與積雪速率和氣溫變化有關(guān)，主要與太陽(yáng)輻射強(qiáng)度有關(guān)，已用于建立冰芯年代學(xué)。冰芯氣泡的氧同位素比率（δ18Obub）可以指示氣溫高低的變化。然而，由于缺乏長(zhǎng)期連續(xù)的數(shù)據(jù)記錄，人們對(duì)其在山地冰川中的氣候影響知之甚少。基于此，在本文中，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所的研究團(tuán)隊(duì)在青藏高原中部的唐古拉冰山（33°06'36.6' N，92°04'24.4' E）鉆取了190.3 ...
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![Resonon | 使用高光譜成像儀和機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)新鮮和凍融牛肉進(jìn)行分類(lèi)]( "Resonon | 使用高光譜成像儀和機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)新鮮和凍融牛肉進(jìn)行分類(lèi)")
肉類(lèi)富含豐富的蛋白質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不僅能夠滿足我們的味蕾，還能夠提供我們身體所需的能量和營(yíng)養(yǎng)。隨著肉類(lèi)需求的增加，大規(guī)模的肉類(lèi)生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中，肉類(lèi)的速凍可以一定程度保持食物的新鮮度和口感。然而，關(guān)于速凍解凍的肉類(lèi)，和新鮮肉類(lèi)的混淆，讓人難以分辨。首爾大學(xué)的研究人員利用高光譜成像技術(shù)，做了相關(guān)的研究。使用高光譜成像儀和機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)新鮮和凍融牛肉進(jìn)行分類(lèi)由于對(duì)安全、可食用肉類(lèi)的需求的不斷增加，冷凍儲(chǔ)存技術(shù)得到了不斷改進(jìn)。然而目前存在解凍肉在處理和銷(xiāo)售過(guò)程中被進(jìn)行了錯(cuò)誤的標(biāo)記，宣稱為新鮮肉類(lèi)，這可能導(dǎo)致消費(fèi)者受到誤導(dǎo)或產(chǎn)生安全隱患。在這項(xiàng)研究中，使用高光譜圖像數(shù)據(jù)構(gòu)建了一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）模型，用于區(qū)分新鮮冷藏、長(zhǎng)期冷藏和解凍的牛肉樣本。通過(guò)四種預(yù)處理方法，共準(zhǔn)備了五個(gè)數(shù)據(jù)集來(lái)構(gòu)建ML模型。使用PLS-DA和SVM技術(shù)構(gòu)建了模型，其中應(yīng)用散點(diǎn)校正和RBF核函數(shù)的SVM模型性能最佳。結(jié)果表明，利用高光譜圖像數(shù)據(jù)立方體，可以構(gòu)建區(qū)分新鮮肉類(lèi)和非新鮮肉類(lèi)的預(yù)測(cè)模型，這可以成為肉類(lèi)儲(chǔ)存狀態(tài)常規(guī)分析的快速、非侵入性方法。安裝在暗室中的高光譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的配置示意圖基于此，來(lái)自首爾大學(xué)的研究人員使用Resonon Pika L 高光譜成像儀，在近紅外光譜的400-1000 nm波段內(nèi)獲取高光譜圖像數(shù)據(jù)立方體，進(jìn)行了相關(guān)研究。在本研究中，圖像采集系統(tǒng)安裝在暗室中，以確保完全消除外部光并能夠采集高光譜圖像...
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2024
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