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適用于云南松及近緣種相互關系的ft-nir判別方法
【專利摘要】適用于云南松及近緣種相互關系的FT-NIR判別方法，包括采集云南松、高山松和思茅松樹皮樣本進行樣品預處理，利用NicoletAntarisTM傅里葉變換近紅外光譜儀對樣品進行光譜掃描，采用RESULTTM集成軟件對粉末樣品光譜數據進行采集，并利用二階導數與KarlNorris導數濾波結合的方法對原始光譜進行平滑濾噪，然后應用主成分分析——馬氏距離法結合近紅外光譜，建立云南松、思茅松、高山松三個物種的判別模型。本發明可對云南松、思茅松和高山松進行快速識別和分類。
【專利說明】適用于云南松及近緣種相互關系的FT-NIR判別方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及植物分類【技術領域】，具體涉及一種基于近紅外光譜技術的快速判別云南松及其近緣種關系的方法。
【背景技術】
[0002]云南松(PinusyunnanensisFranch.)主要分布于我國云南省海拔700~3200m的高山地帶，分布面積占云南省森林面積的70%以上，是云南省的主要經濟用材和造林樹種。現代藥理研究認為，云南松具有較高的保健和藥用價值，樹皮中主要含萜類、黃酮類、原花青素等成分，松尖中含有豐富的莽草酸(達菲的基本原料)。隨著云南松樹脂、松花粉、松尖、球果等方面研究和利用的不斷深入，其非木材資源價值日益得到體現。目前，云南松林的保護與培育研究已經成為云貴高原森林資源經營管理及其可持續發展的重要任務之一。[0003]云南松以云南高原為其起源和分布中心，在云南省西北橫斷山區與高山松毗連，在云南省西南部則與思茅松鄰接，導致云南松種群多態性豐富，生態地理變異突出，種群間多型性明顯。由于分布區存在重疊，云南松、高山松和思茅松之間發生著不同程度的基因滲入雜交，構成共交種，導致了分類接線模糊及鑒定困難，而對于三者之間的關系認識上系統分類學、細胞學、生態學方面仍存在分歧。由于云南松、思茅松和高山松歸屬于相同屬，它們的形態特征很相似，加之云南松與思茅松或云南松與高山松的相鄰或交錯地帶有基因交流，使得三者的劃分更加困難。針對云南松及其近緣種關系目前尚無一個明確的定論和快速、有效的判別方法，這在一定程度上阻礙了人們對云南松、思茅松和高山松之間相互關系的準確定位和統一認識，對云南松及其近緣種的合理開發利用不利。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于解決現有分類技術的不足，提供一種可簡單、快捷、高效地判別云南松及其近緣種相互關系的方法。
[0005]本發明的目的是這樣實現的:
[0006]適用于云南松及近緣種相互關系的FT-NIR判別方法，包括有樣品采集、樣品預處理、近紅外光譜掃描、原始近紅外光譜的收集、建立辨別建模、模型驗證、待鑒定樣品識別和分類；所述樣品采集于中國云南省、四川省及西藏地區海拔700~3200m的高山地帶松樹的樹皮；所述預處理是將樣品經自然風干，磨碎并過60目篩；將預處理樣品采用近紅外光譜儀進行光譜掃描；采用RESULT?集成軟件收集各樣品的近紅外原始光譜，將收集的近紅外原始光譜通過主成分分析一馬氏距離法建立判別模型，再采用驗證樣本驗證所建立的判別模型，采用驗證后的判別模型可對待鑒定樣品進行快速識別和分類。
[0007]本發明所述近紅外光譜掃描使用美國NicoletAntaris?傅里葉變換近紅外光譜儀，開機預熱30分鐘后進行掃描，近紅外光譜掃描范圍:10000~^OOcnT1，分辨率JcnT1，掃描次數:72次，取平均光譜為樣品光譜。
[0008]所述原始近紅外光譜的收集是用RESULT?集成軟件進行采集，再用二階導數與KarlNorris導數濾波結合進行平滑濾噪。
[0009]所述原始近紅外光譜采用TQAnalyst8.6.12光譜數據處理軟件以設定的主成分數建立判別模型，類與類的分離效果用馬氏距離來衡量，將馬氏距離看作是一組樣本的重心與某一目標X1之間的距離，該距離考慮了樣本與樣本之間的相關性；當兩個樣本如兩張光譜或色譜相同時，則在模式空間中這兩個樣本聚為一點，當兩個樣本完全不同時，則在模式空間中完全分開，計算公式如下:
【權利要求】
1.適用于云南松及近緣種相互關系的FT-NIR判別方法，其特征在于，包括有樣品采集、樣品預處理、近紅外光譜掃描、原始近紅外光譜的收集、建立辨別建模、模型驗證、待鑒定樣品識別和分類；所述樣品采集于中國云南省、四川省及西藏地區海拔700~3200m的高山地帶松樹的樹皮；所述預處理是將樣品經自然風干，磨碎并過60目篩；將預處理樣品采用近紅外光譜儀進行光譜掃描；采用RESULT?集成軟件收集各樣品的近紅外原始光譜，將收集的近紅外原始光譜通過主成分分析一馬氏距離法建立判別模型，再采用驗證樣本驗證所建立的判別模型，采用驗證后的判別模型可對待鑒定樣品進行快速識別和分類。
2.根據權利要求1所述的適用于云南松及近緣種相互關系的FT-NIR判別方法，其特征在于，所述近紅外光譜掃描使用美國NicoletAntaris?傅里葉變換近紅外光譜儀，開機預熱30分鐘后進行掃描，近紅外光譜掃描范圍:10000~^OOcnT1，分辨率JcnT1，掃描次數:72次，取平均光譜為樣品光譜。
3.根據權利要求1所述的適用于云南松及近緣種相互關系的FT-NIR判別方法，其特征在于，所述原始近紅外光譜的收集是用RESULTTM集成軟件進行采集，再用二階導數與KarlNorris導數濾波結合進行平滑濾噪。
4.根據權利要求1或2或3所述的適用于云南松及近緣種相互關系的FT-NIR判別方法，其特征在于，所述原始近紅外光譜采用TQAnalystS.6.12光譜數據處理軟件以設定的主成分數建立判別模型，類與類的分離效果用馬氏距離來衡量，將馬氏距離看作是一組樣本的重心與某一目標X1之間的距離，該距離考慮了樣本與樣本之間的相關性；當兩個樣本如兩張光譜或色譜相同時，則在模式空間中這兩個樣本聚為一點，當兩個樣本完全不同時，則在模式空間中完全分開，計算公式如下:
【文檔編號】G01N21/25GK103900971SQ201410131370
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月2日 優先權日:2014年4月2日
【發明者】張曉龍, 虞泓, 周麗娟 申請人:云南大學