第31卷，第2期 2011年2月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.31,No.2.pp366-370 e
基于近红外光谱和偏最小二乘法的慈竹纤维素结晶度预测研究
孙柏玲，刘君良'，柴字博
中国林业科学研究院木材工业研究所，北京
100091
摘要将近红外光谱技术和化学计量学相结合分析蒸竹纤维索结晶度。通过区闸偏最小二乘法（PLS)，联合区间偏最小二乘法（siPLS)和反向区间偏最小二乘法(biPLS)优化建模区域，建立经多元散射校正后光谱的结晶度分析模型，并与全光谐范围350~2500nm建立的偏最小二乘（PLS)模型进行比较。结果表明三种改进偏最小二乘法建立的结晶度模型预测效果均优于PLS模型，并且当采用联合区间偏最小二乘法将全光谱进行30个子区间划分，选择三个子区间[81219]组合时，建立的siPLS模型预测效果最好，相关系数(r)达到0.88，预测标准差(RMSEP)为0.0117。因此，采用联合区间偏最小二乘法可以有效选择建模光谱
区域，提高模型预测能力，实现竹纤维索结晶度的快速预测。关键词近红外光谱；联合区间偏最小二乘法；慈竹；结晶度
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOI; 10.3964/j. issn.1000-0593(2011)02-0366-05
预测研究。江泽慧等[11]用偏最小二乘法对人工.林湿地松纤维素结晶度进行了预测研究，其预测模型决定系数为0.92，预测标准差0.029。在竹材纤维素结晶度方面，国内外还未
您竹（Neosinocalamusaffinis（Rendle）Kengf.）是我国西南地区特有的经济竹种，具有生长快、周期短、易更新、纤维形态好等特点，是制浆造纸、纤维利用的优选竹种，合理开发和利用慈竹，对级解我国木材资源短缺，保护生态环境，实现可持续发展具有重要意义。竹材纤维素结晶度是纤维素内部结构的一个重要指标，是表征纤维素大分子聚集态形成结晶的程度。纤维素结晶度越高，竹材的抗弯强度、弹性模量、硬度、比重等越大，而吸水性、凝账性及化学反应
活性等降低。
近年来，国内外对竹材纤维素结品度的研究相
对较少，刘云飞(1等应用偏光显微镜对不同生长期毛竹细胞壁结晶比例的变化规律进行研究，但该方法需要制作切片和图像后期处理，结晶度测定过程较为紫项；唐进根[2}]等尝试X射线衔射法(XRD)分析竹材纤维素结品度，结果表明X 射线衍射仪测定结品度具有制样简单、重现性好的优点。因此，当前研究以X射线衍射法测定结晶度值为基础，应用近红外光谱技术建立结品度预测模型，为悠竹纤维素结品度的测定提供一种更为简便、快捷、准确的分析方法。
近红外光讲技术（near infrared spectroscopy，NIRS）是一种快速无损检测分析方法，在林业科学研究中，已广泛用于木材的物理力学性质(3)]、化学性质(6-]和解剖性质($1)的
收稿日期：2010-04-23，修订日期：2010-08-08
基金项目：国家"十一五"科技支撑计划项目(2006BAD19B0704)资助
作者简介：孙柏玲，女，1984年生，中国林业科学研究院博士生
*通讯联系人
万方数据
email liujunliang@caf. ac cn
见相关近红外研究报道。本文采用三种改进偏最小二乘法区间偏最小二乘法(iPLS)、联合区间偏最小二乘法（siPLS)和反向区间偏最小二乘法(biPLS)对建模光谱区域进行优化，建立结晶度模型，并与全谱范围建立的偏最小二乘(PLS)模型进行比较，进而得到预测能力较强的悉竹纤维系结晶度近红外预测模型。
材料与方法
1.1
试验材料
慈竹试材采自四川成都邛崃市水口镇柿坪村，其地处东
经10326°，北纬30°46'，属于亚热带季风气镁，年平均气温 13C。试验中，取5个竹龄(1年生～5年生)，每个竹龄各6 株，共30株，在每株中沿高度方向分别截取3个部位（基部、 1/3处和2/3处)10cm长的竹段，充分气干后，从每个竹段中沿径向分别制取竹青（外表层）、竹肉（中间)和竹黄（内表层)3个位置的薄片，同一竹龄每三株同一部位进行混合，随机选取，制备90份，然后将制得的薄竹片粉碎，筛分，截取 80～100目的竹粉。
1.2
利用X射线衍射仪测定结晶度
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