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申请/专利权人：北京建筑大学

摘要：本发明公开了一种基于分数阶微分的壁画地仗磷酸盐含量高光谱预测方法，涉及文物保护技术领域，包括步骤：制作壁画地仗样品；对壁画地仗样品进行不同浓度的磷酸盐侵蚀劣化并阴干后，测定其表面光谱反射率，得到原始光谱反射率数据；对原始光谱反射率数据进行平滑、去噪处理，并将处理后的原始光谱反射率数据分为校准集、验证集；由分数阶微分处理校准集，筛选通过显著性检测的波段；用通过显著性检测的波段和对应的壁画地仗样品的电导率建立基于分数阶微分的壁画地仗磷酸盐偏最小二乘模型并对其进行评价，找出最优模型，用该最优模型预测待测壁画地仗磷酸盐含量。本发明能精确反映壁画磷酸盐含量，提高壁画侵蚀行为分析的准确度和可靠性。

主权项：1.一种基于分数阶微分的壁画地仗磷酸盐含量高光谱预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制作壁画地仗样品；S2、对所述壁画地仗样品进行不同浓度的磷酸盐侵蚀劣化处理并进行阴干后，测定其表面光谱反射率，得到不同浓度的磷酸盐侵蚀劣化的原始光谱反射率数据；S3、对原始光谱反射率数据进行平滑、去噪处理，并将平滑去噪后的原始光谱反射率数据分为校准集、验证集；S4、采用分数阶微分对所述校准集进行处理，并筛选通过显著性检测的波段；S5、使用通过显著性检测的波段和与之对应的壁画地仗样品的电导率建立基于分数阶微分的壁画地仗磷酸盐偏最小二乘模型；S6、利用所述验证集和校准集，评价所述基于分数阶微分的壁画地仗磷酸盐偏最小二乘模型的性能，并找出其最优模型，使用该最优模型进行待测壁画地仗磷酸盐含量的预测；其中，所述S1、制作壁画地仗样品，具体包括：S1.1、对制作壁画地仗样品所使用的澄板土、砂和麦秸秆进行脱盐处理；S1.2、将脱盐处理后的澄板土、砂、麦秸秆按64：36：3的质量配比混合均匀，之后加入固体质量20％的去离子水，通过样块制模，制作壁画地仗样品；所述S2中，对壁画地仗样品进行不同浓度的磷酸盐侵蚀劣化处理，具体包括：S2.1、分别制备0.608mol\L、0.808mol\L、1.008mol\L、1.208mol\L、1.408mol\L十二水磷酸氢二钠盐溶液，并分别命名为最低浓度侵蚀、低浓度侵蚀、中浓度侵蚀、高浓度侵蚀、最高浓度侵蚀工况；S2.2、使用THD-05061015高精度低温恒温水槽进行温度控制；在恒湿环境中，使壁画地仗样品在32.5℃下不同浓度的十二水磷酸氢二钠溶液中，通过模拟现实中壁画材料的毛细吸水效应，对壁画地仗样品进行劣化实验；所述分数阶微分选择Grünwald-Letnikov形式： 其中，v表示微分的阶，h表示微分步长，t表示微分的上限，a表示微分的下限，Γ表示Gamma函数Γv＝v-1！；n是迭代的数量，从0开始到[t-ah]结束，x表示计算导数的位置。

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