楊鑫 李彪

（中國(guó)刑事警察學(xué)院文件檢驗(yàn)技術(shù)系，遼寧 沈陽(yáng)110854）

1 關(guān)于化學(xué)計(jì)量學(xué)與光譜學(xué)

1.1 光譜學(xué)與化學(xué)計(jì)量學(xué)

化學(xué)計(jì)量學(xué)是一門將統(tǒng)計(jì)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)運(yùn)用到化學(xué)體系的測(cè)量與物質(zhì)的狀態(tài)之間聯(lián)系的學(xué)科。它能夠幫助實(shí)驗(yàn)者在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)測(cè)量等方面進(jìn)行科學(xué)分析和獲取有用信息。目前，化學(xué)計(jì)量學(xué)已經(jīng)在一些生活生產(chǎn)領(lǐng)域中得到應(yīng)用與發(fā)展。

光譜學(xué)則是一門研究物質(zhì)與電磁波之間相互作用關(guān)系，并且通過各類光譜圖像來反映這種相互關(guān)系的學(xué)科。根據(jù)光譜圖像，可以獲取物質(zhì)的內(nèi)部微觀信息與結(jié)構(gòu)信息。整個(gè)光譜學(xué)的發(fā)展已超過300年的歷史，從最早牛頓通過玻璃棱鏡將太陽(yáng)光解析成從紅光到紫光的各種顏色的光譜，到目前根據(jù)不同的分類方式，已經(jīng)把光譜學(xué)細(xì)分成具體的分支學(xué)科內(nèi)容。

1.2 光譜學(xué)與化學(xué)計(jì)量學(xué)的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前在分析化學(xué)中用到的儀器主要有紅外光譜儀、紫外可見光譜儀、質(zhì)譜儀、分光光度計(jì)、氣相色譜儀和高效液相色譜儀等。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，化學(xué)計(jì)量學(xué)得到越來越多的應(yīng)用與發(fā)展，同時(shí)光譜學(xué)與其他相關(guān)學(xué)科聯(lián)系日趨緊密，基于光譜學(xué)與化學(xué)計(jì)量學(xué)的方法已經(jīng)在不同領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用。

2010年，劉江、陳興福等人對(duì)四川盆地麥冬種質(zhì)資源質(zhì)量使用了主成分分析法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，通過獲取小麥種子組成成分的有效數(shù)據(jù)，并進(jìn)行主成分分析（PCA）處理，僅用幾個(gè)主成分變量綜合反映出全部原始變量的大部分信息，消除了多重共線性，使得最后的分類結(jié)果具有良好的可靠性。

2019年，張航、孫雪劍、戴曉愛等人應(yīng)用近紅外光譜分析技術(shù)和去噪聲算法對(duì)煤炭產(chǎn)地進(jìn)行研究分析。近紅外光譜可以安全、無損、快速地得到高精度分析結(jié)果。

2019年，李茜云、郭明等人利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)料酒中的風(fēng)味物質(zhì)，建立料酒風(fēng)味物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜。最后將所有料酒的色譜峰數(shù)據(jù)，依據(jù)主成分分析和聚類分析原理來分類，最終達(dá)到有效區(qū)分不同品牌料酒的目的。

2 光譜學(xué)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)在文件檢驗(yàn)鑒定領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

與傳統(tǒng)單一指標(biāo)的檢驗(yàn)方法相比較，運(yùn)用光譜學(xué)與化學(xué)計(jì)量學(xué)相結(jié)合的檢驗(yàn)方法更加具有優(yōu)勢(shì)與深入挖掘的潛力。目前光譜分析法已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，利用光譜儀等儀器設(shè)備得到物質(zhì)成分的光譜圖像，不僅能夠?qū)ξ镔|(zhì)的組成結(jié)構(gòu)和成分的含量進(jìn)行定性分析與區(qū)分鑒別，還能夠直觀地顯示不同種類物質(zhì)或者同類物質(zhì)不同含量的區(qū)分效果，并且這是一種對(duì)檢材無損的方法。

2.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，利用化學(xué)計(jì)量學(xué)與光譜學(xué)的方法已經(jīng)在文件檢驗(yàn)領(lǐng)域中解決了一些具體的問題，如：簽字筆油墨種類區(qū)分鑒別問題、添改文件檢驗(yàn)問題、字跡相對(duì)形成時(shí)間的研究、簽名形成方式的種類區(qū)分等問題。2011年，連園園、李偉等人依據(jù)涂抹掩蓋字跡油墨物質(zhì)的同色異譜特征，利用可見光濾波型多光譜成像檢驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)黑色圓珠筆、藍(lán)色圓珠筆、黑色簽字筆和藍(lán)色簽字筆相互涂抹掩蓋形成的同種同色涂抹掩蓋樣本進(jìn)行檢驗(yàn)分析，并且最后得到良好的區(qū)分鑒別和顯現(xiàn)效果。

2018年，王圣江根據(jù)激光能夠使印泥、印油等蓋印物質(zhì)激發(fā)出熒光的原理，利用文件儀對(duì)各類激光打印機(jī)字跡與印泥、印油的形成先后時(shí)間進(jìn)行檢驗(yàn)，并且取得了明顯的區(qū)分效果。

2018年，魏顯峰等人對(duì)黑色簽字筆字跡色痕相對(duì)形成時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，研究了黑色簽字筆墨水中溶劑與染料等成分的變化規(guī)律與書寫時(shí)間的關(guān)系。

而國(guó)外的一些學(xué)者也對(duì)此類問題進(jìn)行了探究。2003年，Thanasoulias NC等人對(duì)5個(gè)不同品牌的50種藍(lán)色圓珠筆墨水進(jìn)行檢驗(yàn)鑒定，用無水乙醇作為溶解劑，在適當(dāng)轉(zhuǎn)換后，取吸光度在400～750范圍內(nèi)進(jìn)行聚類分析、主成分分析和判別分析三種多元統(tǒng)計(jì)技術(shù)，并且進(jìn)一步計(jì)算比較出有效的判別模型。

2012年，Samir Senior和Ezzat Hamed則將10種藍(lán)色圓珠筆的筆墨與紙上的線墨進(jìn)行光譜提取和薄層色譜分析，得到的峰值數(shù)據(jù)進(jìn)一步結(jié)合主成分分析方法來解決不同筆種類的區(qū)分和未知來源筆種的來源分析的問題。

2014年，G.Reed，K及其團(tuán)隊(duì)直接利用三種顏色中性筆筆墨的超光譜圖像對(duì)不同品牌的中性筆進(jìn)行區(qū)分檢驗(yàn)。結(jié)果顯示每一種顏色不同品牌的墨水在不同的波段會(huì)因構(gòu)成其顏色的成分不同而被歸類成不同的群體，具有同種成分的品牌會(huì)歸為一個(gè)小群體。

2.2 發(fā)展趨勢(shì)

光譜學(xué)與化學(xué)計(jì)量學(xué)方法在文件領(lǐng)域的應(yīng)用雖然可以幫助快速準(zhǔn)確解決一些問題，但是這還只是文件檢驗(yàn)研究?jī)?nèi)容的一部分，仍存在一些復(fù)雜的問題需要進(jìn)一步去研究和探索。

隨著近些年來科技進(jìn)步發(fā)展，越來越多的新型光譜和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備應(yīng)用在文件檢驗(yàn)的領(lǐng)域。這大大推動(dòng)了文件檢驗(yàn)技術(shù)向著客觀量化檢驗(yàn)方向發(fā)展的進(jìn)程。面對(duì)現(xiàn)在文件材料復(fù)雜多樣化，數(shù)量增加的趨勢(shì)，文件檢驗(yàn)的難度也呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，單一的成分分析方法或者單一簡(jiǎn)單的光譜數(shù)據(jù)已經(jīng)難以滿足現(xiàn)在解決文件檢驗(yàn)中復(fù)雜問題的需要，因此未來文件檢驗(yàn)發(fā)展必定要與更高測(cè)量精度和功能先進(jìn)的儀器研發(fā)結(jié)合起來。這樣能夠得到更多準(zhǔn)確可靠的客觀測(cè)量數(shù)據(jù)與信息供檢驗(yàn)人員參考。同時(shí)，未來文件檢驗(yàn)技術(shù)方法需要不斷進(jìn)行革新，不僅要提高檢驗(yàn)的效率，更需要提高檢驗(yàn)的質(zhì)量，在對(duì)文件無損害的前提下達(dá)到快速、準(zhǔn)確、高效檢驗(yàn)的效果。最后，在高度信息化和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展背景下，建立文件檢驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)也是未來研究工作的必經(jīng)之路。

3 結(jié)論

綜合國(guó)內(nèi)外文件檢驗(yàn)領(lǐng)域關(guān)于光譜學(xué)與化學(xué)計(jì)量學(xué)結(jié)合的研究現(xiàn)狀，可以得出光譜學(xué)與化學(xué)計(jì)量學(xué)結(jié)合的方法對(duì)文件檢驗(yàn)領(lǐng)域某些問題的解決是一種有效方法的結(jié)論，如利用不同品牌的簽字筆墨水、鋼筆墨水、印油或印泥等物質(zhì)的光譜信息和化學(xué)成分的測(cè)量數(shù)據(jù)，然后根據(jù)其成分種類或含量的差異達(dá)到快速有效區(qū)分的效果。但是這并不是解決文件檢驗(yàn)領(lǐng)域所有問題的“萬能鑰匙”，目前二者在文件檢驗(yàn)領(lǐng)域的探究還屬于初步階段，還有進(jìn)一步深入研究的空間，這也將是文件檢驗(yàn)技術(shù)未來發(fā)展的重點(diǎn)之一?？梢暬夹g(shù)發(fā)展與量化檢驗(yàn)研究已經(jīng)是文件檢驗(yàn)未來發(fā)展的重要方向，而化學(xué)計(jì)量學(xué)與光譜學(xué)的原理知識(shí)與方法必然能夠?yàn)槲募z驗(yàn)量化鑒定的發(fā)展之路提供強(qiáng)大助力。