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user: 3. 数据处理结果与分析 3.1. 主成分分析 在统计学中，主成分分析(principal components analysis， PCA)是一种简化数据的技术。本次实验使用安捷伦MassHunter软件采集质谱数据。通过Mass Profiler Professional软件中PCA算法将测得的154个蜂蜜样品中的Pb和B同位素比值数据进行了分析，在该过程中选取主要的特征而舍弃其他特征分量。依据第一主成分、第二主成分及第三主成分的标准化得分作出散点图。如图1所示，第一个主成分占有82.83%的差异；第二个主成分占有17.15%的差异。从图1可以看出A地区蜂蜜和B地区蜂蜜较好的分散开，两者存在显著差异。如图2所示，Component 1为82.83%，Component 2为17.15%，两个成分之和为99.98%，大于65%，符合统计原理。A地区蜂蜜样品和B地区蜂蜜样品均比较离散，且较好的将两个产地的蜂蜜样品区分开。 3.2. 通过Mass Profiler Professional软件建立5种模型进行数据分析 根据实验测得的Pb和B同位素比值数据，通过Mass Profiler Professional软件提供的多种类别预测算法建立Decision Tree、Naive Bayes、Naive Bayes、Partial Least Squares Discrimination和Support Vector Machine 5种模型。然后从154个蜂蜜样品中随机选择了30个蜂蜜样品数据依次根据5种模型进行验证。 如表1所示，结果显示编号为E和G的A地区蜂蜜样品被误判为B地区蜂蜜，其余蜂蜜样品均被准确溯源。其中水蜜样品预判准确率为85.7%；成熟蜜样品预判准确率为100%；总体预判准确率为93.3%。 图1. 第一、第二和第三主成分标准化得分3D散点图 图2. Component 1和 Component 2交互图 Table 1 Prediction results of samples with the Decision Tree mode Sample Predicted Confidence Measure A A地区 0.86904764 B A地区 0.86904764 C A地区 0.86904764 D A地区 0.86904764 E B地区 0.14968815 F A地区 0.86904764 G B地区 0.702953 H A地区 0.035714287 I A地区 0.023809524 J A地区 0.015873017 K A地区 0.86904764 L A地区 0.015873017 M A地区 0.035714287 N A地区 0.023809524 R1 A地区 0.86904764 R2 A地区 0.86904764 R3 A地区 0.86904764 R4 A地区 0.86904764 R5 A地区 0.86904764 R6 A地区 0.86904764 R7 A地区 0.86904764 R8 A地区 0.86904764 R9 A地区 0.86904764 R10 A地区 0.86904764 Y1 B地区 0.027027028 Y2 B地区 0.702953 Y3 B地区 0.702953 Y4 B地区 0.702953 Y5 B地区 0.702953 Y6 B地区 0.702953 表1. 决策树模型样品预测结果 如表2所示，结果显示编号为E、F、G、I和J的A地区蜂蜜样品被误判为B地区蜂蜜，其余蜂蜜样品均被准确溯源。其中水蜜样品预判准确率为64.3%；成熟蜜样品预判准确率为100%；总体预判准确率为83.3%。 Table 2 Prediction results of samples with the Naive Bayes mode Sample Predicted Confidence Measure A A地区 0.99998695 B A地区 0.99071246 C A地区 0.9999898 D A地区 0.99990946 E B地区 0.99996674 F B地区 0.9856031 G B地区 0.99892896 H A地区 0.8140591 I B地区 0.78068566 J B地区 0.99909556 K A地区 0.9891715 L A地区 0.7194127 M A地区 0.9645297 N A地区 0.838846 R1 A地区 0.9999541 R2 A地区 0.9342053 R3 A地区 0.99988693 R4 A地区 0.9997991 R5 A地区 0.99995977 R6 A地区 0.9994365 R7 A地区 0.99469525 R8 A地区 0.99998707 R9 A地区 0.99916196 R10 A地区 0.9963174 Y1 B地区 1.0 Y2 B地区 0.99996746 Y3 B地区 0.99998873 Y4 B地区 0.9993743 Y5 B地区 0.9950814 Y6 B地区 0.99998504 表2. 朴素贝叶斯模型样品预测结果 如表3所示，结果显示编号为E、F、G、I、J和L的A地区蜂蜜样品被误判为B地区蜂蜜，其余蜂蜜样品均被准确溯源。其中水蜜样品预判准确率为57.1%；成熟蜜样品预判准确率为100%；总体预判准确率为80.0%。 Table 3 Prediction results of samples with the Neural Network mode Sample Predicted Confidence Measure A A地区 0.99359053 B A地区 0.98107266 C A地区 0.99372786 D A地区 0.99314636 E B地区 0.9364933 F B地区 0.8173527 G B地区 0.9540458 H A地区 0.9814089 I B地区 0.88297635 J B地区 0.8978136 K A地区 0.98803186 L B地区 0.6775134 M A地区 0.9909479 N A地区 0.7445743 R1 A地区 0.9932259 R2 A地区 0.9498078 R3 A地区 0.9937407 R4 A地区 0.99356985 R5 A地区 0.99354964 R6 A地区 0.99122494 R7 A地区 0.989168 R8 A地区 0.9936146 R9 A地区 0.9931807 R10 A地区 0.9915782 Y1 B地区 0.976394 Y2 B地区 0.9444288 Y3 B地区 0.9565607 Y4 B地区 0.9849892 Y5 B地区 0.9848449 Y6 B地区 0.96751696 表3. 神经网络模型样品预测结果 如表4所示，结果显示编号为A、C、D、H、I、K、L、M、N、R1、R3-R10的A地区蜂蜜样品被误判为B地区蜂蜜；编号为Y1、Y2、Y3和Y6的B地区蜂蜜样品被误判为A地区蜂蜜，其余蜂蜜样品均被准确溯源。其中水蜜样品预判准确率为35.7%；成熟蜜样品预判准确率为18.8%；总体预判准确率为26.7%。因Partial Least Squares Discrimination模型预测结果准确率低的原因尚不清楚，需要进一步进行研究分析。 Table 4 Prediction results of samples with the Partial Least Squares Discrimination mode Sample Predicted Confidence Measure A B地区 1.0 B A地区 1.0 C B地区 1.0 D B地区 1.0 E A地区 1.0 F A地区 1.0 G A地区 1.0 H B地区 1.0 I B地区 1.0 J A地区 1.0 K B地区 1.0 L B地区 1.0 M B地区 1.0 N B地区 1.0 R1 B地区 1.0 R2 A地区 1.0 R3 B地区 1.0 R4 B地区 1.0 R5 B地区 1.0 R6 B地区 1.0 R7 B地区 1.0 R8 B地区 1.0 R9 B地区 1.0 R10 B地区 1.0 Y1 A地区 1.0 Y2 A地区 1.0 Y3 A地区 1.0 Y4 B地区 1.0 Y5 B地区 1.0 Y6 A地区 1.0 表4. 偏最小二乘判别分析法模型样品预测结果 如表5所示，结果显示编号E、F、G、H、I、J、L和N的A地区蜂蜜样品被误判为B地区蜂蜜，其余蜂蜜样品均被准确溯源。其中水蜜样品预判准确率为42.9%；成熟蜜样品预判准确率为100%；总体预判准确率为73.3%。 Table 5 Prediction results of samples with the Support Vector Machine mode Sample Predicted Confidence Measure A A地区 0.70190066 B A地区 0.44260293 C A地区 0.71174926 D A地区 0.5705406 E B地区 0.21196511 F B地区 0.09008128 G B地区 0.24775423 H B地区 0.06948437 I B地区 0.07481677 J B地区 0.17212494 K A地区 0.21599102 L B地区 0.016840093 M A地区 0.049866084 N B地区 0.00829848 R1 A地区 0.62136555 R2 A地区 0.24387659 R3 A地区 0.5188967 R4 A地区 0.4870414 R5 A地区 0.6245153 R6 A地区 0.46506914 R7 A地区 0.28082657 R8 A地区 0.69515735 R9 A地区 0.38310745 R10 A地区 0.28542745 Y1 B地区 0.38796112 Y2 B地区 0.28105345 Y3 B地区 0.34292746 Y4 B地区 0.3626987 Y5 B地区 0.33895746 Y6 B地区 0.38918075 表5. 支持向量机模型样品预测结果