基于spss数据处理的PE手套检测分析

朱晓晗, 张愚若, 姜红，宋陶颖

基于spss数据处理的PE手套检测分析

朱晓晗, 张愚若, 姜红*，宋陶颖

（中国人民公安大学, 北京 100038）

塑料作为法庭科学中常见的物证之一，其检验具有研究的必要性。塑料类物证中一次性塑料手套可作为犯罪工具使用。一次性塑料手套的主要材质为聚乙烯，常见填料为碳酸钙、二氧化硅等。利用拉曼光谱结合数据降维处理的分析方法，实现对不同品牌不同来源的塑料手套快速无损鉴别。将数据处理方法和光谱学分析方法相结合，实现对光谱数据的多维度分析，保留有效数据，指定提取4个因子，为犯罪现场检验此类物证、追踪犯罪人员提供参考和借鉴。

因子分析；降维；拉曼光谱法；PE手套

犯罪人为了不在犯罪现场遗留指纹等线索有时会佩戴一次性塑料手套，但由于一次性塑料手套表面往往看不出其来源品牌等原因，检测往往就需要辅助一些设备。拉曼光谱法以其快速、无损、准确的检验特点可对此类物证实现较好检验[1-4]。但拉曼数据较多，在进行数据处理时往往存在较多变量。此时，进行数据降维就显得十分必要。而主成分分析法能够提取较少因子的情况下保留大部分数据，适用于对塑料手套拉曼光谱数据的处理。本文将数据处理方法与光谱分析方法相结合，以期对犯罪现场此类物证的检验提供参考。

1 实验部分

1.1 实验条件

RT2000便携式拉曼光谱仪（北京鉴知技术有限公司）。

表1 实验参数

1.2 实验样品

实验样品为不同品牌、不同来源的一次性塑料手套56个（样品表略）。

1.3 对一次性塑料手套样品拉曼光谱数据实现降维处理

使用spss软件对于样品的全波段光谱数据实现主成分分析，对包含大部分信息的因子进行提取，并进行进一步分析。

2 结果与讨论

2.1 一次性手套样品的分类

由于不同生产厂家为了满足产品低成本、高质量的要求，在生产过程中会添加二氧化硅和碳酸钙填料，根据这两种填料进行区分，可以将样本分为四类。

第Ⅰ类样品（二氧化硅）编号包括：2#、27#、28#、29#、30#、31#、32#、33#、34#、35#、36#、37#、38#、39#、40#、41#、42#、43#、44#、45#、46#、47#、49#、50#、51#、52#、53#、54#、55#、56#；第Ⅱ类样品（碳酸钙）编号包括4#、6#、15#、16#、25#；第Ⅲ类样品（二氧化硅+碳酸钙）编号包括3#、17#、22#、23#、45#、47#、48#；第Ⅳ类样品编号包括1#、5#、7#、8#、9#、10#、11#、12#、13#、14#、18#、19#、20#、21#、24#、26#[5]。

图1 所有样本谱图

2.2 数据降维分析

主成分分析法降维所提取变量见表2。

表2 主成分分析法降维所提取变量

续（表2）

将光谱数据的2 000个变量降维成了4个变量（见表2），数据信息涵盖量达到99.387%，提取效果较好。因此，指定提取4个因子[6-9]。

表3 总方差解释

为了研究样本数据之间的距离远近关系，以指定提取的4个因子为变量进行系统聚类。不同的并类距离，聚成的组数不同（见表3），效果较好[10-11]。

表3 系统聚类分析结果

3 结语

本实验为拉曼数据的降维分析的可行性提供了依据，对56个不同品牌不同来源的一次性塑料手套进行拉曼光谱分析，根据填料进行分类。使用因子分析中的主成分分析方法，指定提取4个因子，累计贡献率达到99.387%，包含大量原始变量信息，效果较好。光谱法和降维方法的结合，为一次性塑料手套物证的检验提供依据。

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Detection and Analysis of PE Gloves Based on SPSS Data Processing

ZHU Xiao-han, ZHANG Yu-ruo, JIANG Hong, SONG Tao-ying

（People's Public Security University of China, Beijing 100038, China)

Plastic is one of common evidences in forensic science. It is necessary to test the plastic evidences. Disposable plastic gloves in plastic evidence can be used as crime tools. The main material of disposable plastic gloves is polyethylene, and common fillers are calcium carbonate, silica, etc. By using the analysis method of Raman spectrum and data dimension reduction processing, the plastic gloves of different brands and different sources can be identified quickly and nondestructively. By combining the data processing method and the spectroscopy analysis method, the multi-dimensional analysis of the spectral data can be realized, the effective data is retained, and four factors are specified to be extracted, which can provide reference to test such physical evidence and track the criminals in the crime scene.

Factor analysis; Dimensionality reduction; Raman spectroscopy; PE gloves

2020-06-04

朱晓晗（1999-），女，安徽省宿州市人，研究方向：刑事科学技术。

姜红（1963-），女，硕士生导师，教授，研究方向：微量物证检验。

TQ O657.37

A

1004-0935（2020）07-0765-03