本發明涉及物質含水率檢測領域，尤其涉及一種基于近紅外反射光譜的宣紙含水率無損檢測方法。
背景技術：
1、紙質文物在保存過程中極易受到損害，特別是環境濕度對其影響尤為顯著。作為吸濕材料，紙質文物在高濕環境下容易吸水，導致受潮和微生物生長，最終引發霉變；在低濕環境下則會脫水，導致變形和開裂。因此，環境濕度的變化直接影響紙質文物的含水率，進而影響其保存狀態和壽命。然而，環境濕度與紙質文物的本體含水率之間并不呈簡單的對應關系。因此，探究紙質文物的本體含水率至關重要。通過監測和控制紙質文物本體含水率，可以有效預防環境濕度對文物的損害，確保文物得到妥善保護，延長其壽命，保持其歷史和文化價值。
2、傳統的紙質水分檢測主要依據現行國家標準gb/t?462-2023(“紙,紙板和紙漿分析試樣水分的測定”)，這種烘干測量方法雖然結果準確，但對珍貴的紙質文物有顯著的局限性。首先，烘干測量法會破壞紙質文物，經過高溫加熱后紙張會出現明顯的變色變脆現象甚至導致其裂化，這對不可再生的紙質文物來說是不適用的；其次烘干法所需樣品量大，多數書畫文物未裝裱之前是單層紙張，無法用烘干法進行測量；此外，目前還沒有專門測量單層紙質文物本體含水率的方法。
3、近紅外光譜法(near?infrared?spectroscopy,nirs)主要通過o-h基團的吸收來無損測定物品中的含水率。近年來，nirs在檢測物品含水率方面取得了顯著成果。例如，peng等人(peng?d,liuy,yang?j,et?al.journal?ofspectroscopy,2021,2021:1-9)利用近紅外光譜結合化學計量學的方法，通過snv-fd-plsr模型成功預測了核桃仁的水分含量。wang等人(wang?s,wuz,cao?c,et?al.sensors,2023,23(2):666)利用近紅外光譜結合偏最小二乘法(pls)建立了一個新鮮茶葉含水量的在線檢測系統，實現了快速無損測量茶葉含水量。還有li等人(liy,xia?h,liuy,et?al.forests,2023,14(5):883)結合向量回歸(svr)-自適應提升(adaboost)-偏最小二乘回歸(plsr)-adaboost模型成功預測了馬尾松幼苗的含水率。
4、上述現有技術表明，nirs技術在測量樣品含水率方面具有很高的可行性和潛力。然而，盡管nirs已廣泛應用于含水率測量，宣紙含水率的測量還鮮有報道。因此，如能利用nirs技術的在線無損測量特點，對宣紙含水率進行測量，則可以有效實現對宣紙文物本體含水率快速、無損的測量，以實現對宣紙文物的預防性保護。
技術實現思路
1、有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于近紅外反射光譜的宣紙含水率無損檢測方法，利用nirs技術的在線無損測量特點，對宣紙含水率進行測量，有效實現對宣紙文物本體含水率快速、無損的測量，以實現對紙質文物的預防性保護。
2、為實現上述目的，本發明提供了一種基于近紅外反射光譜的宣紙含水率無損檢測方法，包括獲取待測宣紙的近紅外光譜數據，將近紅外光譜數據輸入至檢測模型后輸出待測宣紙的含水率值；
3、其中，構建所述檢測模型包括以下步驟：
4、a.樣本制備：通過濕度控制生成多梯度含水率宣紙樣本集；
5、b.光譜采集：獲取宣紙樣本在設定波長范圍的反射光譜；
6、c.特征波長篩選：采用競爭性自適應重加權算法對原始光譜數據進行特征波長提取；
7、d.模型訓練：基于篩選后的特征波長建立偏最小二乘回歸預測模型作為檢測模型。
8、進一步，在步驟a中，宣紙樣本放置于封閉的環境箱中，環境箱濕度設置為37％～97％rh中若干種濕度環境，每種環境箱放入相同數量的樣本，樣本在密閉環境箱中靜置5～9天。
9、進一步，樣本的實際含水率通過烘干法進行測定。
10、進一步，在步驟b中，采集宣紙樣本在900～1700nm波段的原始近紅外光譜。
11、進一步，在步驟b中，樣本采集均在密閉的暗箱中進行，待測樣本從封閉環境箱中取出后，在50s內完成光譜數據采集，每個待測樣本連續采集m次，隨后，取m次采集的光譜數據的平均值，作為該條樣品的光譜數據。
12、進一步，在步驟c中，原始光譜數據為未經預處理操作獲得的光譜數據。
13、進一步，在步驟c中，執行50±5次蒙特卡洛采樣，動態篩選出55～61個特征波長。
14、與現有技術相比，本發明具有以下有益技術效果：
15、本發明提供的一種基于近紅外反射光譜的宣紙含水率無損檢測方法，驗證了近紅外光譜無損檢測宣紙含水率的可行性，利用了nirs技術的在線無損測量特點，對宣紙含水率進行測量，有效實現對宣紙文物本體含水率快速、無損的測量，為宣紙文物含水率的測量提供了可靠的檢測技術手段，以實現對紙質文物的預防性保護。
16、本發明附加方面的優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
1.一種基于近紅外反射光譜的宣紙含水率無損檢測方法，其特征在于，包括獲取待測宣紙的近紅外光譜數據，將近紅外光譜數據輸入至檢測模型后輸出待測宣紙的含水率值；
2.根據權利要求1所述的一種基于近紅外反射光譜的宣紙含水率無損檢測方法，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的一種基于近紅外反射光譜的宣紙含水率無損檢測方法，其特征在于：
4.根據權利要求1所述的一種基于近紅外反射光譜的宣紙含水率無損檢測方法，其特征在于：
5.根據權利要求4所述的一種基于近紅外反射光譜的宣紙含水率無損檢測方法，其特征在于：
6.根據權利要求4所述的一種基于近紅外反射光譜的宣紙含水率無損檢測方法，其特征在于：
7.根據權利要求1所述的一種基于近紅外反射光譜的宣紙含水率無損檢測方法，其特征在于：