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Chemometrik: Grundlagen und Anwendungen

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Berlin [u.a.] Springer 2001
Schlagworte:	Chemometrie Lehrbuch
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XIV, 405 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	3540412913

Internformat

MARC


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Datensatz im Suchindex

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adam_text	1 GEGENSTAND DER CHEMOMETRIK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 ENTWICKLUNG DER CHEMOMETRIK . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 GEGENSTAND UND AUFGABENBEREICHE DER CHEMOMETRIK . . . . . . 2 1.3 PRINZIPIEN UND TEILGEBIETE DER CHEMOMETRIK . . . . . . . . . . 5 1.4 CHEMOMETRIK IM INTERNET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 LITERATUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2 CHEMISCHE MESSUNGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.1 ALLGEMEINE GRUNDLAGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.2 DIMENSIONALITAET CHEMISCHER MESSUNGEN . . . . . . . . . . . . . 16 2.3 WAHRSCHEINLICHKEITSTHEORETISCHE UND STATISTISCHE GRUNDLAGEN 20 2.3.1 MESSWERTHAEUFIGKEITEN UND -VERTEILUNGEN . . . . . . . . . . . . . 20 2.3.2 HOEHERDIMENSIONALE VERTEILUNGEN VON ZUFALLSGROESSEN . . . . . . 26 2.3.3 BEDINGTE WAHRSCHEINLICHKEITEN UND VERTEILUNGEN . . . . . . . . 27 2.3.4 STATISTISCHE PARAMETER: MITTELWERTE UND STREUUNGSMASSE . . . . . 29 2.3.5 VERTRAUENSBEREICHE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.4 ABHAENGIGKEITSUNTERSUCHUNGEN: KORRELATION UND REGRESSION . . 33 2.4.1 KORRELATIONSANALYSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.4.2 REGRESSIONSANALYSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.4.3 FEHLERGROESSEN DER LINEAREN REGRESSION . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.4.4 ROBUSTE REGRESSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.5 INFORMATIONSTHEORETISCHE GRUNDLAGEN . . . . . . . . . . . . . . 45 2.5.1 INFORMATIONSGEHALT VON MESSERGEBNISSEN . . . . . . . . . . . . . 47 2.5.2 QUANTITATIVE MESSERGEBNISSE UNTER DEM ASPEKT DER PRAEZISION . . 52 2.5.3 QUANTITATIVE MESSERGEBNISSE UNTER DEM ASPEKT DER RICHTIGKEIT 56 2.5.4 SIGNAL-RAUSCH-VERHAELTNIS UND INFORMATIONSGEHALT . . . . . . . . 59 2.5.5 DIE INFORMATIONSMENGE VON MEHRKOMPONENTENANALYSEN . . . . 61 2.5.6 REDUNDANZ VON ANALYSENERGEBNISSEN . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.5.7 INFORMATIONSMENGE UND INFORMATIONSLEISTUNG VON ZEIT- UND ORTSAUFGELOESTEN CHEMISCHEN INFORMATIONEN . . . . . . . . . 68 2.6 SYSTEMTHEORETISCHE ASPEKTE CHEMISCHER MESSUNGEN . . . . . . . 70 INHALTSVERZEICHNIS 2.6.1 VERBESSERUNG DES SIGNAL-RAUSCH-VERHAELTNISSES . . . . . . . . . 72 2.6.2 VERBESSERUNG DER SIGNALAUFLOESUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 2.7 VON DER UNIVARIATEN ZUR MULTIVARIATEN STATISTIK . . . . . . . . . 77 LITERATUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 3 MULTIVARIATE DATENANALYSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 3.1 DATEN UND DATENRAEUME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 3.1.1 VARIABLENTYPEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 3.1.2 DATENMATRIX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 3.1.3 LINEARE MODELLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 3.1.4 VARIANZ-KOVARIANZ- UND KORRELATIONSMATRIX . . . . . . . . . . . 89 3.1.5 MULTIVARIATE DISTANZMASSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1.6 VORGEHENSWEISE BEI DER DATENANALYSE . . . . . . . . . . . . . . . 96 3.2 DATENERKUNDUNG UND -AUFBEREITUNG . . . . . . . . . . . . . . . . 98 3.2.1 EXPLORATIVE DATENANALYSE UND DATENVISUALISIERUNG . . . . . . . 98 3.2.2 DATENAUFBEREITUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.3 FAKTOREN- UND HAUPTKOMPONENTENANALYSE . . . . . . . . . . . . 105 3.4 CLUSTERANALYSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 3.4.1 HIERARCHISCHE CLUSTERANALYSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 3.4.2 NICHTHIERARCHISCHE VERFAHREN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 3.5 KLASSIFIKATIONSVERFAHREN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 3.5.1 LINEARE DISKRIMINANZANALYSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 3.5.2 METHODE DER K -NAECHSTEN NACHBARN . . . . . . . . . . . . . . . . 123 3.5.3 WEITERE METHODEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 3.6 REGRESSION UND MODELLIERUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 3.6.1 MULTIPLE LINEARE REGRESSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 3.6.2 HAUPTKOMPONENTENREGRESSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 3.7 SOFTWAREASPEKTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 3.7.1 DATENFORMATE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 3.7.2 DATENANALYSESOFTWARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 LITERATUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 4 PROBENNAHME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 4.1 REPRAESENTANZ VON PROBEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 4.2 INHOMOGENE UNTERSUCHUNGSOBJEKTE . . . . . . . . . . . . . . . . 136 4.3 REPRAESENTATIVE PROBENANZAHL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 4.4 EXPERIMENTELLE ERMITTLUNG DES PROBENNAHMEFEHLERS . . . . . . 140 4.5 ZEITABHAENGIGE PROBENNAHME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 4.6 GEOSTATISTISCHE PROBENNAHMEMODELLE . . . . . . . . . . . . . . 151 LITERATUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 INHALTSVERZEICHNIS X 5 PLANUNG UND OPTIMIERUNG CHEMISCHER EXPERIMENTE UND MESSUNGEN . . 156 5.1 STATISTISCHE VERSUCHSPLANUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 5.1.1 VOLLSTAENDIGE VERSUCHSPLAENE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 5.1.2 UNVOLLSTAENDIGE VERSUCHSPLAENE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 5.1.3 AUSWERTUNG VON FAKTORPLAENEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 5.1.4 ANWENDUNGEN DER SVP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 5.2 OPTIMIERUNGSVERFAHREN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 5.2.1 RESPONSE-SURFACE-METHODE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 5.2.2 BOX-WILSON-OPTIMIERUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 5.2.3 SEQUENTIELLE SIMPLEX-OPTIMIERUNG . . . . . . . . . . . . . . . . 169 5.2.4 GLOBALE OPTIMIERUNGSVERFAHREN . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 LITERATUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 6 SIGNAL- UND BILDVERARBEITUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 6.1 CHARAKTERISTIK VON SIGNALEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 6.1.1 SIGNALENTSTEHUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 6.1.2 SIGNALTYPEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 6.1.3 PRINZIPIEN DER SIGNALVERARBEITUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 6.2 FOURIER-TRANSFORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 6.2.1 FOURIER-INTEGRAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 6.2.2 EIGENSCHAFTEN VON FT-PAAREN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 6.2.3 DISKRETE FOURIER-TRANSFORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 6.2.4 ZWEIDIMENSIONALE FOURIER-TRANSFORMATION . . . . . . . . . . . . 187 6.2.5 WICHTIGE FOURIER-KORRESPONDENZEN . . . . . . . . . . . . . . . . 188 6.2.6 FALTUNG UND FALTUNGSTHEOREM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 6.3 ELEMENTE DER SYSTEMTHEORIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 6.3.1 WECHSELWIRKUNG VON SIGNALEN MIT SYSTEMEN . . . . . . . . . . . 195 6.3.2 SYSTEMANALYSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 6.3.3 SIGNALBEGRENZUNG UND FREQUENZAUFLOESUNG . . . . . . . . . . . . 199 6.3.4 DISKRETISIERUNG UND FREQUENZBEREICH . . . . . . . . . . . . . . . 201 6.4 DIGITALES FILTERN/KONVOLUTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 6.4.1 SIGNALGLAETTUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 6.4.2 SIGNALKORREKTUREN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 6.4.3 GRADIENTENVERSTAERKUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 6.4.4 DEKONVOLUTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 6.5 KORRELATION UND LEISTUNGSSPEKTREN . . . . . . . . . . . . . . . . 216 6.5.1 AUTOKORRELATION UND SPEKTRALE LEISTUNGSDICHTE . . . . . . . . . 216 6.5.2 KREUZKORRELATION UND SPEKTRALE KREUZLEISTUNGSDICHTE . . . . . . 218 6.5.3 SYSTEMCHARAKTERISIERUNG DURCH RAUSCHEN . . . . . . . . . . . . 219 6.6 WAVELETS: EIN NEUES WERKZEUG FUER DIE SIGNALANALYSE . . . . . . . 220 6.6.1 CHARAKTERISIERUNG INSTATIONAERER SIGNALE . . . . . . . . . . . . . 220 6.6.2 WAS IST WAVELET-ANALYSE? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 INHALTSVERZEICHNIS XI 6.6.3 DISKRETE WAVELET-TRANSFORMATION (DWT) . . . . . . . . . . . . . 227 6.6.4 ANWENDUNGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 6.7 DATENREDUKTION UND INTERPOLATION . . . . . . . . . . . . . . . . 230 6.7.1 DATENREDUKTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 6.7.2 BILDSEGMENTIERUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 6.7.3 INTERPOLATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 6.7.4 INTERPOLATION MIT SPLINEFUNKTIONEN . . . . . . . . . . . . . . . . 236 6.8 BILDDARSTELLUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 6.8.1 BILDER ALS DATENSAETZE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 6.8.2 HISTOGRAMME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 6.8.3 PROFILE UND KONTUREN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 LITERATUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 7 KALIBRATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 7.1 ANALYTISCHE INFORMATIONEN UND MESSERGEBNISSE . . . . . . . . . 243 7.2 KALIBRATION QUANTITATIVER ANALYSENVERFAHREN . . . . . . . . . . . 247 7.3 EXPERIMENTELLE KALIBRATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 7.3.1 VERFAHREN DER LINEAREN KALIBRATION . . . . . . . . . . . . . . . . 251 7.3.2 FEHLERGROESSEN DER LINEAREN KALIBRATION UND DER AUSWERTUNG . . . 253 7.3.3 VALIDIERUNG EMPIRISCHER KALIBRATIONEN . . . . . . . . . . . . . . 255 7.4 KALIBRATION DURCH STANDARDADDITION . . . . . . . . . . . . . . . . 259 7.5 DREIDIMENSIONALE KALIBRATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 7.6 NICHTLINEARE KALIBRATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 7.7 MEHRKOMPONENTEN-KALIBRATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 7.8 MULTIVARIATE KALIBRATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 7.8.1 KLASSISCHE KALIBRATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 7.8.2 INVERSE KALIBRATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 7.9 KALIBRATION MIT KUENSTLICHEN NEURONALEN NETZEN . . . . . . . . . 279 7.9.1 KUENSTLICHE NEURONALE NETZE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 7.9.2 MEHRSCHICHTIGE PERCEPTRONS (MLP) . . . . . . . . . . . . . . . . 281 7.9.3 RADIAL BASIS FUNCTION (RBF)-NETZE . . . . . . . . . . . . . . . . 284 LITERATUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 8 AUSWERTUNG ANALYTISCHER MESSUNGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 8.1 AUSWERTUNG QUALITATIVER ANALYSEN UND IDENTIFIKATIONEN . . . . 289 8.2 AUSWERTUNG QUANTITATIVER ZUSAMMENHAENGE MIT ABSOLUTEN UND DEFINITIVEN ANALYSENVERFAHREN . . . . . . . . . . . . . . . . 292 8.3 AUSWERTUNG RELATIVER ANALYSENVERFAHREN NACH EXPERIMENTELLER KALIBRATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 8.4 STATISTISCHE BEWERTUNG VON ANALYSENERGEBNISSEN . . . . . . . . 295 INHALTSVERZEICHNIS XII 8.4.1 SIGNIFIKANZPRUEFUNGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 8.4.2 TESTS FUER MESSREIHEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 8.4.3 VERGLEICH VON MESSREIHEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 8.4.4 VERGLEICH MEHRERER MITTELWERTE: EINFACHE VARIANZANALYSE . . . 300 8.4.5 MEHRFACHE VARIANZANALYSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 8.4.6 VERTRAUENSBEREICHE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 8.4.7 MESS- UND ERGEBNISUNSICHERHEIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 8.5 SELEKTIVITAET UND SPEZIFITAET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 8.6 NACHWEIS-, ERFASSUNGS- UND BESTIMMUNGSGRENZE . . . . . . . . 318 LITERATUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 9 KLASSIFIKATION UND INTERPRETATION VON MESS- UND ANALYSENDATEN . . . . . 324 9.1 ANWENDUNGSGEBIETE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 9.1.1 ANWENDUNGEN NICHTUEBERWACHTER METHODEN . . . . . . . . . . . 326 9.1.2 ANWENDUNG UEBERWACHTER METHODEN . . . . . . . . . . . . . . . . 326 9.2 ANWENDUNGSBEISPIELE DER MULTIVARIATEN DATENANALYSE . . . . . 327 9.2.1 LEBENSMITTELANALYTIK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 9.2.2 WEINANALYTIK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 9.2.3 CHEMISCHE INDUSTRIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 9.2.4 KLINISCHE UND FORENSISCHE ANALYTIK . . . . . . . . . . . . . . . . 334 LITERATUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 10 SPEKTRENAUSWERTUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 10.1 BIBLIOTHEKSSUCHE UND SPEKTRENBIBLIOTHEKEN . . . . . . . . . . . 338 10.1.1 PRINZIPIEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 10.1.2 REALISIERUNG DER BIBLIOTHEKSSUCHE . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 10.1.3 METHODISCHE ASPEKTE DER BIBLIOTHEKSSUCHE . . . . . . . . . . . . 341 10.2 SPEKTRENINTERPRETATION UND STRUKTURERMITTLUNG . . . . . . . . . 344 10.2.1 SPEKTREN-STRUKTUR-RELATIONEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 10.2.2 EXPERTENSYSTEME ZUR STRUKTURERMITTLUNG . . . . . . . . . . . . . 346 10.2.3 LINEARE LERNMASCHINE (ENTWICKLUNG VON DISKRIMINANZFILTERN) 348 10.2.4 SPEKTRENINTERPRETATION MIT NEURONALEN NETZEN . . . . . . . . . 350 10.3 SPEKTRENRESOLUTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 10.3.1 SPEKTRALE RESOLUTION EINFACHER GEMISCHE . . . . . . . . . . . . . 353 10.3.2 BANDENTRENNUNG UND SPEKTRENSIMULATION . . . . . . . . . . . . 356 10.4 SPEKTREN-EIGENSCHAFTS-KORRELATIONEN . . . . . . . . . . . . . . . 360 LITERATUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 INHALTSVERZEICHNIS XIII 11 QUALITAETSSICHERUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 11.1 GRUNDLAGEN UND PRINZIPIEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 11.2 VALIDIERUNG VON ANALYSENVERFAHREN . . . . . . . . . . . . . . . . 368 11.3 STATISTISCHE QUALITAETSKONTROLLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369 11.3.1 STATISTISCHE QUALITAETSKRITERIEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 11.3.2 ATTRIBUTPRUEFUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 11.3.3 SEQUENZANALYSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 11.3.4 QUALITAETSREGELKARTEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374 11.3.5 RINGVERSUCHE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379 11.4 LABOR-INFORMATIONSMANAGEMENT-SYSTEME (LIMS) . . . . . . . . 383 11.5 QUALITAETSSICHERUNG VON SOFTWARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 11.5.1 DEFINITION UND AUFGABENSTELLUNG VON SOFTWARE . . . . . . . . . . 385 11.5.2 QUALITAETSMERKMALE VON SOFTWARE . . . . . . . . . . . . . . . . . 386 11.5.3 QUALITAETSSICHERUNG BEI DER SOFTWAREENTWICKLUNG . . . . . . . . . 387 11.5.4 SOFTWAREVALIDIERUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 LITERATUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 SACHVERZEICHNIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393 INHALTSVERZEICHNIS XIV
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