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激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy,简称LIBS)是一种新型原子发射光谱检测技术,凭借其快速、实时、现场检测等诸多特点,在地质领域具有广泛的应用前景。目前LIBS应用于地质研究是一项新兴技术,关于LIBS分析地质样品有一定的研究,但是地质样品的LIBS数据库未见报导;此外,LIBS应用于地质样品分类成为近年来的研究热点,但是成型的LIBS分类软件未见报导。地质样品的LIBS数据库结合样品分类方法可以为LIBS分析地质材料提供标准参考和方法支撑,帮助研究者将LIBS这一新兴技术应用于地质领域。论文的主要研究内容如下:(1)地质样品的LIBS数据库开发地质样品的LIBS数据库对基于LIBS技术的地质材料元素识别和样品分类提供标准数据和建模依据。利用C#语言结合MySQL数据库基于.NET框架开发该数据库,包括元素特征谱线数据库和地质样品数据库。元素特征谱线数据库存储99种元素的2058条LIBS特征峰信息,地质样品数据库存储6类国标岩石样品和7类国标土壤样品的1300条LIBS数据。数据库允许用户增加、删除和修改数据以及按照不同条件检索数据。经测试,开发的数据库满足设计需求,可以用于LIBS分析地质材料。(2)样品分类方法的研究与软件开发研究样品分类方法并开发相应的软件,对LIBS技术应用于地质材料快速分类提供方法和软件支持。基于偏最小二乘判别(PLS-DA)的分类方法,利用C#基于.NET框架开发软件模块。基于支持向量机(SVM)的分类方法,利用C#和MATLAB基于类型安全接口技术的混合编程方式开发软件模块。PLS-DA和SVM分类模块与数据库模块集成在一个LIBS应用程序,可以从地质样品数据库选择数据输入到分类模块进行地质样品分类识别。经测试,开发的样品分类软件满足设计需求,可以实现地质样品快速分类。(3) LIBS数据库与样品分类方法在地质领域的应用研究本文利用地质样品的LIBS数据库结合样品分类方法进行地质领域的应用研究。利用元素特征谱线数据库识别了安山岩(GBW07104)、碳酸盐岩(GBW07135)的Si、Al、Ca元素较强的特征峰以及栗钙土(GBW07402)和黄棕壤(GBW07403)的Ca、Al、K、Fe元素较强的特征峰。利用地质样品数据库结合PLS-DA和SVM90%以上,基于SVM对岩石和土壤样品的正确分类率达到95%以上。结果表明,地质样品的LIBS数据库结合分类方法为LIBS技术应用于地质领域提供了有重要潜力的分析手段。