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Quantifizierung chemischer Parameter anhand von Sedimentreflexionsspektren des Olewiger Baches (Region Trier) - Patrick Laux
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Patrick Laux:
Quantifizierung chemischer Parameter anhand von Sedimentreflexionsspektren des Olewiger Baches (Region Trier) - neues Buch

ISBN: 9783832479046

ID: 19d82ba3c2a0ae06d420714715b65ec4

Methodenvergleich PLS-Regression (PLSR) vs. Künstliche Neuronale Netze (ANN) Inhaltsangabe:Einleitung:Diffuse oder punktuelle Einleitungen anthropogener Schadstoffe führen dazu, dass die Gewässer und deren Sedimente mit einer Vielzahl von organischen und anorganischen Nähr- und Schadstoffen stark belastet werden. Durch die unterschiedlichen Nutzungsansprüche der Gewässer (Trinkwasserreservoir, Erholungs- oder Freizeitraum, Brauchwasserquelle für Industrie und Landwirtschaft, Verkehrswege) entstehen Interessenkonflikte, die ein ständiges Monitoring der Gewässerqualität erfordern. In diesem Zusammenhang spielen die Gewässersedimente eine übergeordnete Rolle, da sie als Quelle und Senke für organische und anorganische Nähr- und Schadstoffe wirksam werden können. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der chemischen Analytik von Sedimentproben, die durch den Einsatz der Reflexionsspektrometrie mit Hilfe eines nicht-abbildenden Spektrometers (Field-Spec-II) und chemometrischer Modellbildung quantifiziert werden sollen. Diese Methode kommt vornehmlich bei stark streuenden oder lichtundurchlässigen Proben zum Einsatz, wobei die Reflexion hauptsächlich vom Absorptionsvermögen des Körpers abhängig ist. Der entscheidende Vorteil dieser Methode ist in der schnellen und wirtschaftlichen Analyse des Probenmaterials zu sehen; es können also in kurzer Zeit sehr viele Proben untersucht und simultan auf mehrere Inhaltstoffe hin analysiert werden. Dazu wird aus Proben mit bekannten Konzentrationen und deren Spektren ein Modell erstellt, aus dem die Konzentrationen unbekannter Proben ?geschätzt? werden können. Zur Modellierung sollen sowohl die Partial Least Squares Regression als auch Künstliche Neuronale Netze verwendet und deren Ergebnisse miteinander verglichen und diskutiert werden. Voraussetzung dafür ist die Kalibrierung des Modells, die zu einer oder mehreren Schätzfunktionen führt und mit der bzw. denen die Korrelation zwischen spektraler Information und Inhaltsstoffkonzentration der jeweiligen Proben beschrieben werden kann.Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:I.Verzeichnis der AbbildungenII.Verzeichnis der TabellenIII.Verzeichnis der AbkürzungenIV.Verzeichnis der Variablen1.Einleitung11.1Zielvorstellungen31.2Vorgehensweise32.Spektroskopie natürlicher Oberflächen62.1Begriffe und Definitionen62.1.1Wellen-Teilchen-Dualismus82.1.2Wichtige strahlungsphysikalische Größen102.1.3Die spektrale Reflexion132.1.4Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung mit Materie152.1.4.1Ursachen spektraler Absorption172.2Anwendung der Reflexionstechnik für Boden- und Sedimentproben222.2.1Geschichtliche Entwicklung der VNIRA und Stand der Forschung bezüglich der Auswertung und Interpretation von Bodenspektren222.2.2Betrachtung wichtiger Einflussfaktoren auf die spektrale Reflexion bzw. Absorption262.2.2.1Der Einfluss der Rauhigkeit der Probenoberfläche272.2.2.2Der Einfluss der Feuchte292.2.2.3Der Einfluss der Schichtdicke312.2.2.4Der Einfluss der chemischen und mineralischen Zusammensetzung der Probe auf das Reflexionsvermögen322.3Theorie zur quantitativen Auswertung von diffusen Reflexionsspektren362.3.1Die Theorie von Kubelka & Munk362.3.2Die Theorie von Dahm383.Datengrundlage und Methoden393.1Datengrundlage393.2Probenaufbereitung403.3Betrachtung von Quellen und Senken für Nähr- und Schadstoffe im Einzugsgebiet413.4Analytik433.5Spektrale Vermessung der Proben443.5.1Vorüberlegungen443.5.2Technische Beschreibung des verwendeten Sensors463.5.3Aufnahmegeometrie (Sensor und Strahlungsquelle)463.5.4Probenvorbereitung und Durchführung der Messung473.5.5Berechnung der spektralen Reflexionskoeffizienten483.6Datenkonvertierung513.7Auswertung der Reflexionsspektren523.7.1Vorüberlegungen zur Datenauswertung523.7.2Qualitative Analyse der Spektralsignaturen523.7.3Adaptive Glättung der Reflexionsspektren543.7.4Deskriptive Auswertung der Reflexionsspektren543.7.5Interpretation der Korrelations- und Ableitungsspektren563.8Die chemometrische Analyse643.8.1Die Partial Least Squares Regression (PLSR)663.8.1.1PLS1-Algorithmus vs. PLS2-Algorithmus683.8.2Die Qualität des Modells683.8.3Opt eBooks / Fachbücher / Chemie, Diplom.de

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2004, ISBN: 9783832479046

ID: 28216129

Methodenvergleich PLS-Regression (PLSR) vs. Künstliche Neuronale Netze (ANN), [ED: 1], Auflage, eBook Download (PDF), eBooks, [PU: diplom.de]

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