| 荧光溶解性有机质EEMs的新旧自组织映射图解析方法比较研究 |
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| 引用本文： | 聂泽宇,邬剑宇,吴小东,黄皓旻,施积炎.荧光溶解性有机质EEMs的新旧自组织映射图解析方法比较研究[J].环境科学学报,2017,37(1):357-369. |
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| 作者姓名： | 聂泽宇 邬剑宇 吴小东 黄皓旻 施积炎 |
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| 作者单位： | 1. 浙江大学环境与资源学院环境工程系, 杭州 310058;2. 浙江省水体污染控制与环境安全技术重点实验室, 杭州 310058,1. 浙江大学环境与资源学院环境工程系, 杭州 310058;2. 浙江省水体污染控制与环境安全技术重点实验室, 杭州 310058,1. 浙江大学环境与资源学院环境工程系, 杭州 310058;2. 浙江省水体污染控制与环境安全技术重点实验室, 杭州 310058,1. 浙江大学环境与资源学院环境工程系, 杭州 310058;2. 浙江省水体污染控制与环境安全技术重点实验室, 杭州 310058,1. 浙江大学环境与资源学院环境工程系, 杭州 310058;2. 浙江省水体污染控制与环境安全技术重点实验室, 杭州 310058 |
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| 基金项目： | 国家水体污染控制与治理科技重大专项（No.2014ZX07101-012）;浙江省公益性技术研究项目（No.2013C33003）;杭州市科技发展计划社会发展科研专项（No.20130533B66） |
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| 摘 要： | 目前,对地表水体荧光溶解性有机质(Fluorescent Dissolved Organic Matter,FDOM)三维激发发射矩阵(Excitation-Emission Matrices,EEMs)数据的解析仍旧存在挑战.本文结合原始EEMs和从中分离的荧光平行因子分析(Parallel Factor Analysis,PARAFAC)组分,利用自组织映射图(Self-Organizing Maps,SOM),开展了基于传统EEMs-SOM和新型PARAFAC-SOM神经网络模型的复杂荧光数据解析能力对比研究,以此探索和改进EEMs多元解析方法技术体系.模型以已发表论文原始数据为基础构建,研究对象为南太湖重要入湖河流东苕溪水系.结果显示:EEMsSOM模型需依赖常规"摘峰法"对各荧光峰做出主观判断,不能有效识别重叠荧光峰,且人为割裂多激发共发射荧光物质峰之间的联系,从而弱化分析结果的实际环境意义,但神经元的模式荧光光谱可视化效果较佳,且操作简便,耗时较少;PARAFAC-SOM模型克服了上述缺陷,可清除EEMs中的噪声或无用信息,大幅降低输入变量数(从1742个降至4个),缩减运算时间,较大地改善了输出结果的准确性,获得无损可靠且实际环境意义较强的结果,但该法的PARAFAC预处理要求较高,工作量较大;两类模型解析结论大体一致,对前期研究进行了全新的阐述和补充,且生动揭示了FDOM在多级河流水体中的空间赋存变化规律及河流的动态污染过程.综上,推荐在今后研究中综合使用两类优势互补的模型以实现对EEMs的深度解析.
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| 关 键 词： | 荧光溶解性有机质 自组织映射图 EEMs-SOM PARAFAC-SOM 东苕溪 |
| 收稿时间： | 3/8/2016 12:00:00 AM |
| 修稿时间： | 4/9/2016 12:00:00 AM |
Comparative study on the interpretation of EEMs of fluorescent dissolved organic matter using the new and traditional self-organizing map methods |
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| NIE Zeyu,WU Jianyu,WU Xiaodong,HUANG Haomin and SHI Jiyan.Comparative study on the interpretation of EEMs of fluorescent dissolved organic matter using the new and traditional self-organizing map methods[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2017,37(1):357-369. |
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| Authors: | NIE Zeyu WU Jianyu WU Xiaodong HUANG Haomin and SHI Jiyan |
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| Institution: | 1. Department of Environmental Engineering, College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058;2. Key Laboratory for Water Pollution Control and Environmental Safety, Zhejiang Province, Hangzhou 310058,1. Department of Environmental Engineering, College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058;2. Key Laboratory for Water Pollution Control and Environmental Safety, Zhejiang Province, Hangzhou 310058,1. Department of Environmental Engineering, College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058;2. Key Laboratory for Water Pollution Control and Environmental Safety, Zhejiang Province, Hangzhou 310058,1. Department of Environmental Engineering, College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058;2. Key Laboratory for Water Pollution Control and Environmental Safety, Zhejiang Province, Hangzhou 310058 and 1. Department of Environmental Engineering, College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058;2. Key Laboratory for Water Pollution Control and Environmental Safety, Zhejiang Province, Hangzhou 310058 |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | fluorescent dissolved organic matter(FDOM) self-organizing maps(SOM) EEMs-SOM PARAFAC-SOM East Tiaoxi River |
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