第一章绪论
1.1引言
西瓜是中国夏天购买量很大的水果产品其中一个,同时也是中国主要产区农业经济的一大支柱产业。西瓜品质参数包括糖度、密度、坚韧度、口感和成熟度，但最重要的参数还是糖度，因此，目前糖度是最常用的西瓜品质评价指标。西瓜是一种天然植物果实，其内部糖度分布并不均匀。然而，小西瓜糖度评价是指整个果实的平均糖度，而平均糖度并不能反映其内部糖度的真实分布。因此，研究更具有科学性的糖度表征方法，对小西瓜培育和应用具有重要意义
目前，西瓜糖度检测主要依靠糖度计，此方法不但分析时间长，目_必须对西瓜进行破坏才能完成。开发西瓜品质的无损快检技术对西瓜田间种植管理、品质改良，适时采摘，储存，运输，销售和消费等环节的精准质量管理具有重要实际意义
鉴十近红外分析技术具有无损，快速的突出优点，很多人都曾经利用它来测定评价水果品质的一些特征参数。采用近红外光谱测定西瓜品质也有研究报道，这些研究工作表明，近红外谱段(尤其是长波谱段)透过西瓜皮有些困难，为了避免西瓜皮对分析结果的干扰，普遍采用透射光谱进行测试。通常做法是采用较强的光源和漫透射测量方法，这些方法的缺点是高功率光源辐射热对果皮有破坏作用，温度变化对光谱测量产生明显影响，漫透射测量对现场快速测量并不方便。
相对十漫透射而言，漫反射测试系统具有结构简单，对样品无任何损伤，便十进行现场快检等突出优点，但瓜皮对漫反射光谱信号影响比较大。为此，本文对建立小西瓜糖度新表征方法和采用近红外漫反射技术对小西瓜糖度无损快检方法进行了研究。
1.2近红外光谱分析技术简述
从分布的具体位置上来讲，波长火在紫外可见光区域和中红外光谱区域之间范围内的电磁波才属十近红外区域，此外它也是最早发现的非可见光。
1.2.1近红外分析技术的原理
关十近红外分析技术的原理，很多国内外的文献都有记载，但核心思想基本都是统一的:因为分子振动的非谐振性，使分子振动可以从基态跃迁到高能态主要分为透射和反射，根据不同测量对象，又可细分为透射、漫透射、漫反射等方式，每种光谱的特点大不相同，比如漫反射光谱一般用来测量固体等样品，在测量过程中式样的结构和组成信息可以由漫反射光谱承载。同样，漫透射光也携带了样品的这些信息，此外，测量得到的吸光度与光程以及样品的浓度之间符合比尔一朗伯定律:
1.3近红外分析技术常用的预处理方法
其它无关信息和噪音是造成近红外模型效果变差的一个很重要的原因。因此，建模之前，对样品的谱图往往需要进行必要的预处理。预处理方法有很多，接下来对一些使用频率比较高的方法进行具体地描述。
1.3.1数据增强算法
数据增强算法(data enhancement)的中心思想是:在多兀校正方法模型中，主动地将光谱的变化跟待测品性浓度的变化关联起来。标准化、归一化和均值中心化等是使用频率比较高的几种运算方法，其中第一者和第二者的使用频率最高，一般在处理光谱数据的时候，也要对浓度数据采取相同的改动
1.3.2平滑算法
信号平滑(smoothing)是剔除噪声最常用的方法之一，该算法中假定样品光谱中不携带噪音，即零度噪音，此外反复测量求其平均的方法可以减小噪音，从提高有用信息的比例。常用的信号平滑方法有很多这里就不一一赘述了。
1.3.3导数算法
一般来说，光谱的求导方法主要有下面两个:直接差分法和avitzky-Go求导法。后一种方法也可以用来求导数光谱，其中导数系数可以由最小二乘法来获得。
第二章 小西瓜糖度表征.......... 25-33
2.1 引言.......... 25
2.2 实验部分.......... 25-27
2.2.1 实验样品及其.......... 25-26
2.2.2 糖度分布.......... 26-27
2.3 实验结果与.......... 27-31
2.4 小节.......... 31-33
第三章 小西瓜糖度无损.......... 33-57
3.1 引言.......... 33
3.2 实验部分.......... 33-42
3.2.1 漫反射分析.......... 33-37
3.2.2 检测环境的.......... 37-38
3.2.3 光谱采集.......... 38-39
3.2.4 谱图重复性和.......... 39-42
3.2.5 光谱预处理和.......... 42
3.3 结果与讨论.......... 42-54
3.3.1 建模结果.......... 42-43
3.3.2 模型的优化.......... 43-47
3.3.3 优化后模型的建立.......... 47-48
3.3.4 最终模型结果与初始.......... 48-53
3.3.5 两种样品的..........53-54
3.4 小节.......... 54-57
第四章 两种小西瓜.......... 57-67
4.1 引言.......... 57
4.2 主成分分析法.......... 57-62
4.3 最小二乘支持向量.......... 62-64
4.4 小节.......... 64-67
论文结论
本文通过对zC和QL两种小西瓜糖度指标的表征和无损检测方法的研究，得到了一些阶段性的进展和结论，主要包括以下几点:
(1)小西瓜糖度表征方法的研究
通过对两种小西瓜进行破坏性的糖度分布实验，得到以下结论:无论是没有阴阳面的，还是有阴阳面的QL，也不管它们各自的糖度是否相同，分割块的糖度随分割位置的分布趋势都是相同的，即位十瓜中央(编号14和23)处的糖度较高，位十1,3, 7, 9, 28, 30, 34, 36四个瓜鄂或瓜梗边缘处的糖度较低。又通过对破坏性实验的重复性的考察，得知两种小西瓜样品的中糖和边糖的极差分别为0.2Brix%和0.6Brix%。平均糖度的极差较小，仅为O.1Brix%
(2)近红外漫反射无损检测小西瓜糖度的研究
利用漫反射方法分析小西瓜糖度是可行性的。两种小西瓜确定建模有效谱段研究结果表明，725nm-1000nm波段是比较合理的范围。通过建立PLS和PCR校正模型来定量分析两种样品的糖度指标，从模型结果数据可以发现近红外光谱分别与两种小西瓜样品中的平均，最高，最低糖度之间存在较好的线性相关关系，其中QL校正模型的结果差于ZC样品，这是由QL产地和季节性影响所致，但是从QL模型效果统计数据来看，二个性质的校正模型输出的结果中较好的SEP值仍然均小于0.73
