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基于距离匹配的农药定性分析方法优化

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:光谱距离表示两张光谱图之间的相似性,光谱图距离大则代表光谱图之间的差异性大。所以,Ward算法主要考虑异质因子H是否增加,而非目标间的光谱距离。距离匹配中最常用的距离计算方法是平均距离法和Ward算法。

基于距离匹配的农药定性分析方法优化

光谱距离表示两张光谱图之间的相似性,光谱图距离大则代表光谱图之间的差异性大。距离匹配中共有7种方法可以计算新创建的类与其他类或其他谱图之间距离。

假设类a和类b聚类为一个新类rDai)表示a与类(光谱)i之间的距离,Dbi)表示b和光谱i之间的新距离。

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图6-15 基于判别分析的定性建模及测试结果

1.最长距离法

使用两个距离中较大的值作为新类r和类(光谱)i的距离Dri):

Dri)=max[Dai),Dbi)] (6-3)

此方法适合在建立规模较小的类时使用。

2.最短距离法

与最长距离法相反,取两个距离中较小的值作为新距离:

Dri)=min[Dri),Dri)] (6-4)

此方法适合建立规模较大的类。

3.平均距离法

Dai)和Dbi)的算术平均值作为新距离:

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4.加权平均距离法

此法由平均距离法演变而来,设类a中所含谱图数目为na),类b中所含谱图数目为nb)。新类(光谱)r与目标i的距离计算公式为

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5.重心法(www.xing528.com)

新距离计算方法如下:

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式中,n为全部参考光谱图的数量。

6.中间距离法

新距离计算公式如下:

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7.Ward算法

与上述6种方法不同,Ward算法不是把最相似的两个组聚在一起的思想,而是试图找到最均匀的组,最小化异质因子H的增加量。所以,Ward算法主要考虑异质因子H是否增加,而非目标间的光谱距离。Hri)具体计算公式如下:

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式中,ni)是目标i中聚类光谱图的数量。

距离匹配中最常用的距离计算方法是平均距离法和Ward算法。

同样对图6-15中所采集的光谱采用一阶倒数+Norris Derivative滤波进行预处理后采用距离匹配方法建立定型模型,并随机每种农药各挑选若干个样本(箭头所指)对模型进行测试,如图6-16所示。

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图6-16 距离匹配定性建模及测试结果

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图6-16 距离匹配定性建模及测试结果(续)

可以看到,两种方法的测试样本均被准确无误地分到各自的类属性当中,定性鉴别准确率为100%,多次随机更换测试样本,都能得到相同结论。

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