多组分三维荧光重叠光谱是三维荧光光谱的数据解析中的难点之一。 本文基于二维微分谱的计算原理, 充分利用三维荧光光谱具有激发光谱和发射光谱的特点, 获得了三维荧光光谱展开后的激发微分谱和发射微分谱. 之后利用独立成分分析对激发光谱或发射光谱的多组分混合微分谱分别进行解析, 得到了单一组分的激发微分谱和发射微分谱。 其中三次样条插值有效的弥补了实测激发波长数据点少的缺点, 而粗糙惩罚平滑技术的引入则很大程度上减少了发射光谱的噪声, 为微分谱的计算提供了有利的条件。 单一组分的标准谱与解析谱的相似性系数的计算表明, 利用独立成分分析对微分谱进行解析更有利于多组分混合三维荧光光谱所含成分的识别。

去除冗余信息，进行特征提取是当前高光谱数据处理的一个重要课题。本文根据波段选择的基本准则，结合离散系数和相关系数对高光谱影像空间维和光谱维的可分性及相关性进行分析，提出了基于矩阵模式的高光谱波段选择方法 -BSMM，并且定义了一个矩阵因子。在计算空间信息量时比较了标准差和离散系数的量化结果，除此之外，采用区间映射有效地消除了离散系数和相关系数变换区间不一致的情况。最后利用 AVIRIS高光谱数据，通过与最佳指数因子的比较验证了该方法的有效性。

介绍了水浊度常用的测量方法-散射法、透射法及比值法的原理,在此基础上结合脉冲宽度调制(PWM)解调技术,提出了 采用调制光强测量浊度的方法,并详细介绍了实验系统的组成和调制解调实现电路。采用该实验系统对福尔马肼标 准液进行测量,列出了测量数据,并绘出三种方法所测浊度的拟合曲线。对实验结果的分析和比较表明使用PWM调制 结合比值法能最有效地排除背景光的干扰,在保证精度的前提下提高水浊度的测量范围。

以自然水体为培养基对铜绿微囊藻(Microcystic aeruginosa)进行了为期95天的实验室培养。测量了铜绿微囊 藻不同生长阶段培养水体的三维荧光光谱和同步扫描荧光光谱,并且同步分析了藻类叶绿素a浓度和胞外微囊藻毒 素MC-LR浓度。结果表明：根据三维荧光光谱得到荧光信号A、信号X和信号C,分别代表类蛋白、海洋腐殖酸和类 富里酸。对各荧光信号强度与细胞外微囊藻毒素MC-LR浓度以叶绿素a浓度进行归一化,发现二者在藻类衰亡期具 有相同的变化趋势,且最大值出现的时间较为一致,两者表现出显著的线性相关性。因此,结合荧光光谱特征信 号和叶绿素a浓度可以实现对藻毒素MC-LR浓度的快速预测。就实验方法而言, Δλ=80 nm的同步扫描荧光光谱法 相对于三维荧光光谱法具有耗时少、测量简便等优点,可以完整反映荧光信号A、X和C的强度,更适合用于以藻 毒素快速预测为目的的水体荧光光谱在线分析。

苯酚、间甲酚和百里酚由于光谱重叠严重，用常规的分析法较难直接检测。采用三维荧光光谱技术与平行因子分析相结合的方法可同时测定苯酚、间甲酚和百里酚。结果表明，在苯酚、间甲酚和百里酚共同存在下，用平行因子算法得到的苯酚和百里酚分辨结果较好，平均回收率分别为(95.23±2.55)%和(102.8±1.97)%；间甲酚得到的分辨质量浓度偏离实际质量浓度较大。同时，研究了3种酚类的两两混合物，得到的结果优于3种酚类共同存在下得到的结果，用品质因子评估了算法的准确性。实验结果表明，用平行因子算法与三维荧光光谱分析相结合能够同时测定苯酚、间甲酚和百里酚混合物，选择性好，检出限可达1 μg/L。

研究了苯酚在均一溶剂和二元溶剂中的三维荧光光谱特性，结果显示，苯酚在λex/λem=245~285 nm/270~350 nm范围内有荧光分布，最大荧光峰位于λex/λem=272 nm/298 nm附近。比较了溶剂化阴离子和常规氢键苯酚溶剂混合物的光谱特性。研究发现，溶剂化阴离子的荧光光谱出现了猝灭现象。

介绍了水浊度常用的两种测量方法散射法和透射法的原理、特点及其适用范围。结合散射法、透射法特点,提出一种 适用于大范围变化浊度测量的综合式探测方法—比值法,并采用了基于比值法的天健TTS浊度计,以及自制的实验平台 对福尔玛荆标准液进行测量。列出了TTS浊度计和自制实验平台的测量数据,同时推导了自制实验平台数据处理的 公式,并计算出使用不同方法的浊度值。对实验结果的分析和比较表明比值法能有效提高水浊度的测量精度,扩大水浊度的量程。

三维荧光光谱技术通过在不同激发波长下扫描发射光谱获得荧光强度变化信息, 由于其灵敏度高, 选择性好, 被广泛用于环境中污染物的监测。 利用该方法研究3种酚类化合物的荧光光谱特性, 在激发波长为240～360 nm, 发射波长为260～500 nm范围内, 确定了苯酚、 间甲酚和麝香草酚的荧光峰位置分别为272/300, 274/300和276/304 nm。 由于3种酚类物质为同系物, 结构相似, 因此得到的激发光谱和发射光谱在形状上极为相似。 工作液浓度在0.02～1.0 mg·L-1范围内, 3种酚类物质的浓度与荧光强度之间均呈现较好的线性关系, 且检出限达到1 μg·L-1。 实验结果表明, 用三维荧光光谱法可对3种酚类化合物进行定性和定量分析