适用于云南松及近缘种相互关系的ft-nir判别方法
【专利摘要】适用于云南松及近缘种相互关系的FT-NIR判别方法，包括采集云南松、高山松和思茅松树皮样本进行样品预处理，利用NicoletAntarisTM傅里叶变换近红外光谱仪对样品进行光谱扫描，采用RESULTTM集成软件对粉末样品光谱数据进行采集，并利用二阶导数与KarlNorris导数滤波结合的方法对原始光谱进行平滑滤噪，然后应用主成分分析——马氏距离法结合近红外光谱，建立云南松、思茅松、高山松三个物种的判别模型。本发明可对云南松、思茅松和高山松进行快速识别和分类。
【专利说明】适用于云南松及近缘种相互关系的FT-NIR判别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及植物分类【技术领域】，具体涉及一种基于近红外光谱技术的快速判别云南松及其近缘种关系的方法。
【背景技术】
[0002]云南松(PinusyunnanensisFranch.)主要分布于我国云南省海拔700~3200m的高山地带，分布面积占云南省森林面积的70%以上，是云南省的主要经济用材和造林树种。现代药理研究认为，云南松具有较高的保健和药用价值，树皮中主要含萜类、黄酮类、原花青素等成分，松尖中含有丰富的莽草酸(达菲的基本原料)。随着云南松树脂、松花粉、松尖、球果等方面研究和利用的不断深入，其非木材资源价值日益得到体现。目前，云南松林的保护与培育研究已经成为云贵高原森林资源经营管理及其可持续发展的重要任务之一。[0003]云南松以云南高原为其起源和分布中心，在云南省西北横断山区与高山松毗连，在云南省西南部则与思茅松邻接，导致云南松种群多态性丰富，生态地理变异突出，种群间多型性明显。由于分布区存在重叠，云南松、高山松和思茅松之间发生着不同程度的基因渗入杂交，构成共交种，导致了分类接线模糊及鉴定困难，而对于三者之间的关系认识上系统分类学、细胞学、生态学方面仍存在分歧。由于云南松、思茅松和高山松归属于相同属，它们的形态特征很相似，加之云南松与思茅松或云南松与高山松的相邻或交错地带有基因交流，使得三者的划分更加困难。针对云南松及其近缘种关系目前尚无一个明确的定论和快速、有效的判别方法，这在一定程度上阻碍了人们对云南松、思茅松和高山松之间相互关系的准确定位和统一认识，对云南松及其近缘种的合理开发利用不利。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决现有分类技术的不足，提供一种可简单、快捷、高效地判别云南松及其近缘种相互关系的方法。
[0005]本发明的目的是这样实现的:
[0006]适用于云南松及近缘种相互关系的FT-NIR判别方法，包括有样品采集、样品预处理、近红外光谱扫描、原始近红外光谱的收集、建立辨别建模、模型验证、待鉴定样品识别和分类；所述样品采集于中国云南省、四川省及西藏地区海拔700~3200m的高山地带松树的树皮；所述预处理是将样品经自然风干，磨碎并过60目筛；将预处理样品采用近红外光谱仪进行光谱扫描；采用RESULT?集成软件收集各样品的近红外原始光谱，将收集的近红外原始光谱通过主成分分析一马氏距离法建立判别模型，再采用验证样本验证所建立的判别模型，采用验证后的判别模型可对待鉴定样品进行快速识别和分类。
[0007]本发明所述近红外光谱扫描使用美国NicoletAntaris?傅里叶变换近红外光谱仪，开机预热30分钟后进行扫描，近红外光谱扫描范围:10000~^OOcnT1，分辨率JcnT1，扫描次数:72次，取平均光谱为样品光谱。
[0008]所述原始近红外光谱的收集是用RESULT?集成软件进行采集，再用二阶导数与KarlNorris导数滤波结合进行平滑滤噪。
[0009]所述原始近红外光谱采用TQAnalyst8.6.12光谱数据处理软件以设定的主成分数建立判别模型，类与类的分离效果用马氏距离来衡量，将马氏距离看作是一组样本的重心与某一目标X1之间的距离，该距离考虑了样本与样本之间的相关性；当两个样本如两张光谱或色谱相同时，则在模式空间中这两个样本聚为一点，当两个样本完全不同时，则在模式空间中完全分开，计算公式如下:
【权利要求】
1.适用于云南松及近缘种相互关系的FT-NIR判别方法，其特征在于，包括有样品采集、样品预处理、近红外光谱扫描、原始近红外光谱的收集、建立辨别建模、模型验证、待鉴定样品识别和分类；所述样品采集于中国云南省、四川省及西藏地区海拔700~3200m的高山地带松树的树皮；所述预处理是将样品经自然风干，磨碎并过60目筛；将预处理样品采用近红外光谱仪进行光谱扫描；采用RESULT?集成软件收集各样品的近红外原始光谱，将收集的近红外原始光谱通过主成分分析一马氏距离法建立判别模型，再采用验证样本验证所建立的判别模型，采用验证后的判别模型可对待鉴定样品进行快速识别和分类。
2.根据权利要求1所述的适用于云南松及近缘种相互关系的FT-NIR判别方法，其特征在于，所述近红外光谱扫描使用美国NicoletAntaris?傅里叶变换近红外光谱仪，开机预热30分钟后进行扫描，近红外光谱扫描范围:10000~^OOcnT1，分辨率JcnT1，扫描次数:72次，取平均光谱为样品光谱。
3.根据权利要求1所述的适用于云南松及近缘种相互关系的FT-NIR判别方法，其特征在于，所述原始近红外光谱的收集是用RESULTTM集成软件进行采集，再用二阶导数与KarlNorris导数滤波结合进行平滑滤噪。
4.根据权利要求1或2或3所述的适用于云南松及近缘种相互关系的FT-NIR判别方法，其特征在于，所述原始近红外光谱采用TQAnalystS.6.12光谱数据处理软件以设定的主成分数建立判别模型，类与类的分离效果用马氏距离来衡量，将马氏距离看作是一组样本的重心与某一目标X1之间的距离，该距离考虑了样本与样本之间的相关性；当两个样本如两张光谱或色谱相同时，则在模式空间中这两个样本聚为一点，当两个样本完全不同时，则在模式空间中完全分开，计算公式如下:
【文档编号】G01N21/25GK103900971SQ201410131370
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】张晓龙, 虞泓, 周丽娟 申请人:云南大学