第36卷，第2期 2016年2月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.36,No.2.pp445-448 February2016
基于激光诱导时间分瓣荧光的原油识别方法研究韩晓爽，2，刘德庆，栾晓宁1，郭金家’，刘永信，郑荣儿1
1，中国海洋大学光学光电子实验室，山东青岛266100
2，内家古大学电子信息工程学院，内蒙古呼和浩特010021
到了广泛的应用。传统的三维荧光光谱分析方法虽然能够获得溢油样品丰富的成分信息，但难以适应现场应用的要求，自前还停留在实验室检测的阶段。发展适用于现场应用的原油识别方法，对于海洋溢油污染的快速响应与处理意义重大。面向激光雷达的需要，发展了一种基于激光诱导时间分辨荧光手段、结合支持向量机(SVM)模型的原油识别方法，从时间和波长两个不同维度出发，通过对时间窗口和波长范围的选取进行优化，获得了理想的油种识别准确率。实验结果表明通过选取ICCD探测延时为54～74ns可以将分类正确率从全谱线数据的83.3%提高到88.1%。通过选取波长范围为387.00～608.87nm的谱线数据，可将疑似油种的分类正确率从全谱线数据的84%提高到100%。激光荧光雷达在实际工作中，受波浪、运载平台晃动等因素的影响，探测延时会出现一定的波动。本文介绍的分类识别方法通过时间和波长两个维度的筛选，更加适用于现场探测数据的识别，并进一步凸显了原油时间分辨荧光光谱特征，为疑似油种分类识别过程中数据量的压缩提供了重要依据。
关键词原油；时间分辨荧光；支持向量机；数据缩减
中图分类号：0433.4
引言
文献标识码：A
DOI : 10, 3964 /j. issn. 1000-0593(2016 )02-0445-04
分析（parallelfactoranalysis，PARAFAC）9]、软独立建模分析(soft independent modelling of class analogy -, SIMCA )Do) 等得到了广泛应用。尽管上述模式识别手段与激发-发射光
海上溢油污染是当今全球海洋污染最严重的间题之一，船舶漏油、水下油井井喷等方式都会造成严重的水域污染及财产损失、人体健康损害，近年来受到了越来越多的关注，针对日益严峻的海洋溢油问题，准确快速地鉴别溢油来源将为选择适当的溢油响应措施提供重要科学依据，也是解决溢油事故中各类责任纠纷的需要。
在自前众多的海洋溢油探测手段中，激光荧光雷达是最有发展前途的技术手段之一。加拿大环境技术中心研制的 SLEAF系统，美国NASA与NOAA联合研制的AOL系统是前成熟的面向海洋溢油检测的系统，中国海洋大学也研制了一套多通道激光雷达溢油检测系统2-3]。在不同油种的识别方面，激光荧光遥感手段具有明显优势4」。在柴油、汽油、重质燃料油等成品油和原油等溢油油源的辨别方面，荧光光谱结合模式识别手段，如主成分分析（principal component analysis，PCA)[5-]、人工神经网络*}、平行因子
收稿日期：2014-10-31，修订日期：2015-02-25
谱矩阵相互结合，获得了比较理想的油种识别效果，但传统荧光光谱探测方法难以适应现场应用对探测距离和效率的要求，目前还停留在实验室研究阶段。此外，在现场探测中波浪、运载平台晃动会导致激光雷达的探测延时出现波动，还有实验结果表明探测延时的变化还会导致荧光光谱峰位的移动，这使得区分原本轮相似的原油光谱更为困难。因此，发展适合于激光雷达的原油识别方法至关重要。
针对六种不同类型原油样品的时间分辨荧光光谱，在结合支持向量机（supportvectormachines，SVM）模型的基础上发展了一种面向激光雷达探测数据的油种识别方法，为激光透导荧光技术应用于海洋溢油现场探测提供支持
实验部分 1
仪器与样品制备
1.11
基金项目：国家自然科学基金项目(41406111)和国家海洋局海洋通测工程技术研究中心创新青年基金项目(2013003)资助作者简介：韩晓爽，1990年生，内蒙古大学信息科学与工程学院硕士研究生
e-mail : xiaoshuanghan@ 126. com
e-mail : rzheng@ ouc. edu, cn
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