CBLA-Net重金属预测模型
XRF光谱高精度解析
集成小波去噪与频率选择注意力网络,实现对土壤中多种重金属元素浓度的精准预测。
Yang, Wanqi · 李福生 · Zhang, Qinglun · Lyu, Shubin
Analytica Chimica Acta 2024
参数信息
- 决定系数(V)
- 0.9730
- 决定系数(Cr)
- 0.9874
- 决定系数(Mn)
- 0.9952
- 决定系数(Zn)
- 0.9921
- 决定系数(Cd)
- 0.9518
- 决定系数(Pb)
- 0.9741
技术优势
预测精度更高
对于V、Cr、Mn、Zn、Cd、Pb六种元素,CBLA-Net的R²分别达到0.9730、0.9874、0.9952、0.9921、0.9518、0.9741,均优于对比算法。
无需化学前处理
直接利用XRF原始光谱进行快速、无损的元素浓度估算,避免了传统湿化学分析的消解过程。
自动提取关键特征
频率竞争自适应重加权采样(FCARS)从复杂光谱数据中筛选出信息量最大的变量,减少冗余与噪声。
应用场景
- 土壤重金属检测:快速无损获取土壤重金属浓度,替代传统化学消解分析。
- 环境监测:现场便携XRF即可高精度评估污染状况,无需实验室条件。
- XRF光谱分析:从复杂光谱中自动提取特征,降低对人工经验的依赖。
- 光谱预处理:分数小波变换有效压制噪声,提升后续建模信号质量。
- 深度学习回归:卷积-双向LSTM-注意力网络同时捕获局部与全局依赖,提高回归精度。