枸杞是我国常用的珍贵中药材，含有丰富的营养成分，不但在中药领域大量使用，还被广泛用于功能性食品的研究与开发。近些年，随着枸杞市场需求的不断增加，其经济价值不停地增长，因此，采用有效手段对枸杞品质进行准确鉴别具有重要意义。目前对枸杞品质、产地的鉴别主要依赖感官鉴别、显微鉴别、化学成分分析鉴别等几种常见方法，但都具有一定的局限性。

高光谱成像技术将图像与光谱技术相结合，可同时快速、准确地获取被测物的图像信息和光谱信息，凭借无损、检测速度快、分辨率高的优点，可实现被测物内外部品质的可视化分析及物品品质和质量的快速、高效检测，使得其在农业、食品、医疗等领域有着极为广泛的应用。

本案例主要采用对宁夏、甘肃产地的枸杞进行光谱采集与分析，通过高光谱大数据云平台进行模型训练与匹配，实现宁夏枸杞的鉴别。

1.高光谱数据采集分析设备

SCI系列产品由深圳市中达瑞和自主研发，是以搭载SHIS系列高光谱成像仪为核心、高度集成化的台式高光谱成像系统，利用其广泛的光谱范围和灵活的软硬件优势，采用非破坏、非接触式的鉴定手段，实现对不同物质进行高清晰度的高光谱数据采集和分析处理，发现传统技术手段较难观察到的细节特征。系统集成多轴光源、专用平台、高光谱成像、光谱/图像分析为一体，可针对不同的研究对象和目标，建立多尺度实施光谱成像数据的获取-处理-分析的一体化业务流程。

SCI系列高光谱成像系统

2.实验样本

实验所用枸杞样本分别为宁夏枸杞、甘肃枸杞，采用可见光波段来进行测试（400nm～1000nm），每个品种采集了50个样本，混合在一起采集50个样本。如下图所示，3颗一堆的为宁夏枸杞，4颗一堆的为甘肃枸杞。

不同产地枸杞高光谱伪彩图

不同产地枸杞光谱曲线图

上图光谱曲线，宁夏枸杞为红色，甘肃枸杞为绿色，背景为蓝色。可以看出，宁夏枸杞波段反射率大于甘肃枸杞的反射率，两种枸杞的光谱曲线存在明显差异。通过对两种枸杞的光谱曲线进行归一化处理后，光谱差异更加明显，如下图：

归一化光谱曲线图

3.模型训练与匹配

通过中达瑞和高光谱大数据分析云平台，把采集的2种枸杞数据放入数据集中，对多个样本进行标注，数据分析和模型训练，然后就2种放在一起采样的数据进行模型匹配与判断，得到结果与实际枸杞的产地相符，效果如下图：

枸杞分类高光谱伪彩图

（红色为宁夏枸杞，绿色为甘肃枸杞，蓝色为背景）

因此，通过如上实验测试结果表明，基于高光谱成像技术并结合机器学习模型训练方法能够快速、无损、准确地鉴别宁夏枸杞，对确保枸杞品质准确分级具有重要的指导意义，同时也可为枸杞工业化批量检测提供一种高效、科学的检测手段和鉴别依据。