第32卷，第6期 2012年6月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
三维荧光光谱-小波变换-粒子群算法联用快速识别测定浮游藻群落组成方法的研究
段亚丽，苏荣国，，石晓勇，张翠
中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室，山东青岛266100
Vol. 32,No. 6, pp1562-1569
June.2012
摘要利用三维荧光光谐(EEMs)技术测定了实验室培养的分属5个门13个属的17种中国近海常见赤潮藻的荧光性质，通过db7二维小波变换提取券潮藻三维荧光光谐的特征参量，采用系绕聚类法构建荧光特征标准谱库，并利用多元线性回归辅以粒子群算法进行参数估计建立识别技术，实现了赤潮藻在门、属水平
上的识别测定。测定样品中；赤潮案纯种培养体在门对于优势度分别为60%，75%，80%，90%的赤潮离
上的平均识别正确率分别为96.1%和73.6%；
属水平
民合样品，优势藻在门水平上的平均识别正确率分
别为86.7%，96.9%，98.7%，99.4%，识别相对含量分别为62.6%，72.7%，76.0%，81.6%；优势案在属水平上的平均识别正确率分别为51.0%，68.9%，72.0%，78.8%；对于优势度达75%的赤溯藻实际混合样品，优势藻在门、属水平上的平均识别正确率分别为99.4%和75.9%。将所建技术用于围隔实验水样和现
场调查采集水样进行分析，有效实现了浮游藻群落组成的识别测定，尤其是硅藻和甲藻的分类识别。关键词赤潮藻；三维荧光光谱：二维小波变换：粒子群：识别
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)06-1562-08
芳(.8]、张珊瑞9等通过对浮游藻三维荧光光谱进行一维形式的转化，利用不同的小波函数对转化后的荧光光谱进行一
随着全球，待别是我国近海赤潮频发，破坏了海洋的正常生态结构，对海洋生物和人类健康发展构成威胁，追切需要一种能够直接、快速进行浮游藻种类和数量分析的方法。
海洋浮游藻是由多种色素组成的海洋生物，含有不同色素种类和组成的浮游等会表现出不同特征的激发和发射荧光光谱自20世纪70年代美国研究者Yentsch首次提出采用光谱荧光信号(SFS)探测藻类群落结构之后，近年来荧光技术在兼类监测方面取得很大发展，Bodday等[3]使用流式细胞仪基于浮游藻荧光性质和散射光性质的差异，借助神经网络技术实现了对72种浮游藻的识别分析。Seppl"]等根据蓝藻所具有的藻蓝蛋白的特征荧光谱，实现了蓝藻水华的实时监测。Ismaels7等通过自组织映射分析浮游藻荧光光谱，实现了浮游藻群落组成的快速分类。LauraS等采用线性判别分析法对浮游藻激发荧光光谱进行分析，可以实现对浮游第种水平上的分类。
近年来，本课题组开展了这一领域的研究工作。张收稿日期：2012-02-09，修订日期：2012-04-20
维分解，实现了浮游巢在门、属水平上的识别测定。三维荧光光谱一维转化后进行分解会导致浮游藻三维荧光光谱在对角线方向上信息的丢失，同时该技术所使用的非负最小二乘法在解析过程中容易陷人局部最优，可能导致计算结果出错。
针对以上问题，本文引人二维小波()变换直接对赤潮巢三维荧光光谐进行分解，并采用粒子群算法[11.1"]解析多元线性回归方程，确保解析过程中实现全局最优，建立了赤潮藻门、属水平上的荧光识别测定技术，尤其是对赤潮藻属
水平上的快速识别具有重要意义。实验部分
1.1仪器设备
实验使用Fluorolog3-11(JOBINYVON，法国）型荧光分光光度计，系统采用450W氙灯作为激发光源，光电倍增管电压为700V，激发(Ex)和发射(Em)单色器均为衍射光幅，
基金项目：国家(863计划)项目（2009AA063005)和国家自然科学基金项目(40976060)资助作者简介：段亚届，女，1983年生，中国海洋大学博士研究生
email; ylduancg@163. com
通讯联系人
万方数据
email; surongguo@ouc. eda.cn