第36卷，第3期 2016年3月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 36,No. 3,pp795-799
March,2016
小球藻、球等鞭金藻和螺旋藻生物量高光谱成像的可视化研究
可勇3
蒋璐璐1，魏萱2，3，赵艳茹3，邵咏妮3，裘正军3，何
1.浙江经济职业技术学院，浙江杭州310018
2.福建农林大学机电工程学院，福建福州350002
3.浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江杭州310058
摘要微募高效培养是微藻生物能源开发利用的关键和前提，而在营养充足的培养条件下生长迅速但较易受到环境污染和影响，因此微藻生长过程中对其生长状况进行监测意义重大。高光谱成像技术同时拥有丰富物质品质信号的优点和图像包含丰富品质分布空间信息的优点，可为微藻的快速无损检测提供新的方法和手段。分别采集小球藻、球等融金藻和螺族票三种微藻各45个样本的高光谱图像，并提取样本感兴趣区域(ROI)的平均光谱。利用连续投影算法(SPA)波长优选之后，取30个建模集样本的光谱数据与其相应的生物量建立多元线性回归(MLR)模型，对15个预测集样本的生物量进行预测，小球藻、球等鞭金藻和螺旋藻预测相关系数（r)分别为0.950，0.969和0.961，预测均方根误差（RMSEP)为0.0102，0.0107和 0.0171，获得了较好的预测精度。最后，用所建MLR模型对预测集图像上每个像素点的生物量加以预测，采用Matlab图像编程处理将不同的生物量用不同的颜色表示，最终以伪彩图的形式实现藻减生物量的可视化。研究结果表明，高光谱成像技术对小球藻和螺旋藻藻液生物量的可视化效果较好，对球等鞭金藻的预测效果还需要进一步改进。本研究为实现微藻生长信息的快速获取和进一步开展微藻生物质能源利用莫定了一定的研究基确。
关键调小球藻；球等鞭金藻；螺旋藻；高光谱图像；生物量
中图分类号：S216.2，TK6 引言
文献标识码：A
在众多的生物质原料中，微藻具有光合作用效率高、生长周期短、生长迅速、占地面积小、单位面积生产力高、易于培养及生长过程中可高效固定二氧化碳同时减少环境污染等显著优势()，将微藻转化为洁净能源一
生物柴油得到了
越来越广泛的关注和重视[2-4]。
微藻高效培养是微生物能源开发利用的关键和前提[5]。微藻是一种介于微生物与植物之间的一种生物["]，在营养充足的培养条件下生长迅速但较易受到其他环境微生物的污染和影响，对微藻的生长状况进行及时监测意义重大。而微藻形态微小，生长于水环境中，生命生长信息获取难度较大。因此，如果能够快速得到微藻生长品质信息，将有助于养殖者对微藻的生长环境参数（如光照、温度、营养元素等)进行优化，制定适宜微藻生长的管理和控制策略，从而
收稿日期：2014-09-26，修订日期：2015-01-30
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2016)03-0795-05
提高微藻生产效率，增加产量。高光谱成像技术既拥有高光谱包含物质品质信号丰富的优点，又拥有图像包含丰富品质分布空闻信息的优点，能实现快速信息采集，获取数据量大，检测过程无损、无污染、无需预处理的绿色分析技术(})，可为微藻的快速无损检测提供新的方法和手段，
通过对三种微藻的可见-近红外高光谱图像分析结合化学计量学和Matiab图像编程，通过对微蒙图像上每个像素点预测生物量的可视化，考察了高光谱成像技术对于微藻生物量预测的应用潜力，为微藻生长信息的快速获取和进一步开展微藻生物质能源提供研究基础。
1实验部分 1.1材料
小球藻（Chlorellasp.）、球等鞭金藻（Isochrysisgalbe na）和螺旋藻（Spirulinasp.），三种藻种购买于中国科学院
基金项目：浙江省自科学基金项目(LY14C130008)和国家自然科学基金项目(31072247)资助
作者简介：蒋端璐，女，1973年生，浙江经济职业技术学院教授
*通讯联系人
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