马伟+王秀+李翠玲+张东彦

【摘要】利用衰减全反射法（ATR）对温室生长的杂草叶片进行活体检测，利用红外光谱（FTIR）的指纹特征属性，构建杂草样本的红外指纹图谱，将其作为模式识别（SCMIA）提取的特征数据，以此建立聚类分析数学模型，运用该模型对温室生长的杂草活体样本进行种类模式识别。结果表明，采用这种方法建立的杂草叶片数学模型具有显著的分类和鉴别能力，同时具备较高的准确性、可靠性以及适用性，为机械系统识别传感杂草的研究提供了一种新方法。

背景

红外光谱法（FTIR）指的是用红外光照射植物叶片后，红外光谱的某波长区域会被此叶片成分内的分子所吸收。被吸收的红外光波长和被吸收的程度（称为吸收度或者透过率）根据成分的不同而有所差异，基于这样的规律，可以定性分析植物叶片内物质的官能团并获取化学结构信息。进一步根据Lambert-Beer定律公式可以得出吸光度A与浓度成一定比例，从而使用红外光谱法进行定量分析。衰减全反射法简称为ATR，利用光波入射时，入射面内偏振的单色平面光波在密-疏媒质的界上全反射时，表面共振激发后光强发生显著衰减的原理，是红外光谱常用的一种采样方式，采样时用到一种高折射率的晶体，该晶体是一种无损非接触的快速红外检测技术。ATR-FTIR方法利用红外光的透入深度与入射光的波长、样品和晶体之间折射率的关系来获得待测叶片内物质含量的光谱特性。模式……