[发明专利]一种农田重金属在线检测校正模型智能管理系统

说明书

本发明公开了一种农田重金属在线检测校正模型智能管理系统，包括：模型注册模块，用于为各类重金属检测仪的校正模型提供注册服务；光谱输入模块，用于提供土壤标准样原始光谱数据、土壤检测样原始光谱数据的输入接口服务；指标选择模块，用于对校正模型的指标子服务进行选择，并通过不同的指标子服务组合衍生出不同的校正模型；数据校正模块，用于对原始光谱进行数据校正计算；校正评价模块，用于对标准样原始光谱校正后的校正效果进行评价，评价结果最优的模型作为该类重金属检测仪对应的校正模型；光谱输出模块，用于提供校正光谱数据输出服务。在仪器进行校正模型选择时，可调用出最优方法或模型进行光谱校正处理，提供适应性的校正服务。

技术领域

本发明属于农田生态系统技术领域，涉及土壤重金属检测校正模型技术领域，特别涉及一种农田重金属在线检测校正模型智能管理系统。

背景技术

目前，随着自然资源深入开发利用、食品粮食安全需求增加等多方面因素，土地作为最基础的战略资源，一直是保护与研究重点。而其中农田重金属含量的高低直接影响着农田质量，超过国家规定的重金属含量标准的土地所种植的粮食作物、蔬菜水果等重金属有较大概率超标，影响人体健康。因此，农田重金属精确的定量分析一直是重金属分析仪的研究方向。

精确定量分析主要依靠规范采样与制样后的精确检测，而检测需要检测原理支撑。目前，重金属检测设备主要为：实验室大型、中型重金属分析仪和手持式小型重金属分析仪，主要分析原理涉及电化学分析、光谱分析、色谱分析、质谱分析、波谱分析、热分析、放射分析、生化分析、化学分析等多种分析方法。并随着定量测定任务、样品数量的快速增加，测量的时效性要求提高，小型重金属光谱分析设备以其可在农田进行快速检测，短时间检测多样点，便携等优势，迅速成为研究热点。

但农田土壤的土壤基质、含水率等多种因素造成不能直接使用工业现有的金属元素光谱检测设备进行检测，需要针对农田环境设计、开发、制造出符合现场检测需求重金属检测设备。尤其是只需要简单的土壤预处理，甚至不需土壤预处理的重金属现场快速检测设备。由于干扰因素众多，为保证检测结果的准确性和可重复性，在设计时不仅要对光路的各项参数进行合理设计，后期通过软件进行光谱校正也十分重要。因此光谱校正成为重要一环，获得精确检测数据需要及时对原始测量数据进行校正。

开发校正系统在光谱分析中有着重要作用。但目前现有校正的存在方式主要是：仪器的校正融合在重金属光谱仪的整体系统中，与光谱仪紧耦合，并采用单一校正方法进行校正。校正的实现原理主要是：从硬件与软件结合方面进行紧耦合校正，仪器使用一体化校正系统设计。其不足是校正成本高，校正系统插件化设计不足，难以形成插拔式校正设计，且校正评价不足。

综合上述校正的存在方式与实现原理，目前农田重金属分析仪校正分析主要还处于设备信息化阶段，硬件与软件的一体化设计研发造成了软硬件校正方法的闭环流通，且处理精确程度依靠企业自身研发水平，生产数据的可信度与仪器绑定。

因此，总结来说现有技术还存在如下问题：

(1)校正方法单一，校正系统适应性不足。

农田重金属仪器软硬件一体化设计造成校正方法闭环流通，方法或系统参数单一，只适应一种仪器，或者只能在企业内部仪器间适配，校正方法的可提高程度依赖于企业研发水平与研发条件，未形成开放的农田重金属分析和校正生态系统，即在线智能检测校正模型管理，不能依据重金属检测设备进行校正组合的调整，不能提供适应性的校正服务组合。

(2)评价方法单一，未形成综合评价指标。

各企业使用的农田重金属检测仪光谱校正后评价方法和评价指标各异，评价结果不具备普适性，易造成使用某种方法评价效果好，另一种方法评价效果差的问题，未综合各种评价方法来形成较完备的综合评价指标模型。

发明内容