201㎡年3月
光
讲学
光谱分
新
Spectroscopy and Spectral Analysis
近红外光谱法分析慈竹物理力学性质的研究
刘君良，孙柏玲，杨
忠
中国林业科学研究院术材工业研究所，北京100091
Vol.31,No.3,pp647-651
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摘要采用近红外光谱法对慈竹密度、抗弯强度和顾纹抗拉强度进行快速预测。利用反向区间偏墩小二乘法(BPLS)优选光谱区间，建立原始光谱和不同预处理(一阶微分、二阶微分、卷积平滑和归一化处理)光谱分析模型，同时应用偏墩小二乘法(PI.S)在全谱范围350～2500nm建立各光谱分析模型，并对所建模型进行比较分析。结果表明：同全谱PLS模型相比，BPLS能够有效选择光谱风间，并且提高模型预测精度，其中，密度、抗查端度和顺纹抗拉尝度分别选用一化处虚光谱、二阶微分光谐和一阶微分光详，BPS将
好，预测模型相关系数(R)分别为0.85，0.88和0.88，预测标准差（RMSEP)分别为0.0524，0.0185和 0.0292，表明近红外光谱法可以实现慈竹物理力学性质的预测。
关键词近红外光谱法：反向区闻偏小二乘法；慧竹；物理力学性质
中图分类号：（369
引言
文献标识码：A
DOl: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2011)03-0647-05
谱测量技术和化学计量学有机结合，被誉为分析的人[3] 在林业科学研究中，国内外一些学者已利用近红外光谱技术对木材密度("]、体积于缩性(")、抗参强度*)，抗弹性模
竹材是工程结构材料的理想原料，具有强度高、韧性好、硬度大、比承小和性能稳定的特点t-a)葱竹（Neosino-calamusaffinisKeng）减不本科、繁竹属，中型从生竹类，杆高5~10(15)m，直径3~6(9)cm，节甸长15~30cm，杆壁薄，厚为36mm，起优良的材用、度用和纸浆纤维原料，在纤维板、胶合板和制浆造纸等工业生产中具有广泛的应用"。竹材物理力学性质作为重要的材性指标，周方纯"研究了慈竹密度变异规律：竹杆自基部至稍部，密度渐增大；间--高度竹材，竹晚外侧密度比中部和内部大；1～6年生慈竹密度遂步提高，5～8年生稳定在较高的水平上，8年生以后有所下降。同时，周芳纯*也对慧竹顺纹抗拉强度和弹性模量进行了有节和无节的径向上分层研究，结果表明您竹(无论有节或无节)抗拉强度和弹性模缺竹晚外侧都大于内侧。目前对于竹物理力学性质的研究多基于常规实验方法，通过加1大量的材性指标试件，进行物理力学性能测定，然面该过程费时、费力、1作肽大。因此，当前研究尝试用近红外光谱技术建立您竹物理力学性质预测模型，以期为竹的有效介理利用提供快速的反馈信息。
近红外光讲（nearinfraredspectroscopy，简称NIRS）技术起20世纪90年代以来发展域快的光谱分析技术，其将光收稿日期：2010-04-22，修订日期：2010-07-18
基金项目：国家”十-="料技支撑计划课题（2006BAD19B0704)资助
量9等物理力学性质指标进行了大试的预测研究，并获得了较好的结果。与木材相比，竹材具有截然不同的解剖构造，径向上维管束成不规则分布，使其物理力学性质在径向上存在较大的变异，国内余雕0)等探讨了毛竹气下密度的NIR 采谱方式，并对毛竹气十密度进行了预测，然而，对于其他竹种物理力学性质的近红外预测研究，国内外还未见报道。本研究应用近红外光讲技术对感竹密度、抗弯强度和顺纹抗拉强度物理力学性质进行分析预测，选用一阶微分、二阶微分、卷积平滑和一化处理方法对原始光谱进行预处理，并用偏域小二栗法(PLS)和反向区间偏最小二乘法(BiPLS)分别在全谱范围和HiPILS优化后的光谱区间建立原始光讲和各预处理光谱的数学模型，进行比较分析，得到理想预测模型，实现了感竹物理力学性质的近红外预测。
材料与方法
1.1
试验材料
懿竹试材果自川成都邛辣市水镇柿坪村，其地处东
经103°26°，北纬3046°，减于业热带季风（候，年平均（温 13℃。试验中，取3个竹龄（3年生到5年生)，每个竹龄各
作奢简介：刘良，1961年生，中国林业科学研究院术材工业研究所研究员万方数据
e-mail; liujunliang@caf, sc, cn