光谱数据处理完全指南

在前述章节中我们已经知道如何能得到一个傅里叶变换红外光谱了，但要得到一张高质量的红外光谱并不是一件容易的事情。影响光谱质量的因素太多，以本书关心的气体测量为例，样气的温度、含水量、粉尘含量以及仪器自身的性能、电器干扰等因素都会影响光谱的质量，因此所有的红外线分析仪都必须要将得到的原始光谱图进行数据处理，以期得到更为合理、更为精准的结果，这些工作目前通常都是通过红外软件包中的。我们认为，红外线仪器设备自身硬件的改进，将会使得仪器自身得到的原始光谱数据的精度更高、更能真实地反映出所测样品的真实性能；而光谱数据处理技术手段的提升，很大程度上依赖于软件技术手段的改进，随着越来越多的新的软件技术理论的运用，会得到更好的效果。

事实上，分辨率、带宽以及采样间隔受到谱仪的限制，在任何情况下人们对于红外线光谱的认可都是在各种影响因素下取得的一个折中。目前原始光谱数据的分析手段主要集中在：切趾函数的运用、相位校正、谱图充零、基线矫正等等，图4-1-1显示了各种仪器技术限制出现的相应问题以及对应的处理技术。

图4-1-1　仪器技术限制、应问题以及对应处理技术(www.xing528.com)

简要的看，一个真实的红外线光谱至少要经过图4-1-2所述的处理过程才能够得到，然后的光谱图会根据需要进行谱图充零、基位校正等操作，本章将对这些技术进行逐一说明和阐述，并尽可能地从软件设计和开发的角度上给出相应的讨论和研究，希望能给从事相关技术运用研究的人员一些帮助和启发。

图4-1-2　真实红外线光谱产生过程

应该特别指出的是，各种软件技术理论在红外线数据处理上的运用不会也不应该仅仅只局限于对某一个红外线光谱数据的分析和运用，将其运用的范围进行空间和时间上的延伸，也就是说将某一地点的一个时间段的光谱数据、一个时间段内关联的多个地区的红外线光谱数据进行分析可能将会为红外线光谱数据的运用带来质的改变[19][20][21]。