Установление породы древесины по спектрам диффузного отражения в ближней инфракрасной области с применением линейного дискриминантного анализа

Abstract

Представлен алгоритм исследования древесных материалов хвойных пород (Pinus sylvestris L., Pinus sibirica Du Tour, Larix decidua Mill., Abies alba L. и Picea abies (L.) Karst.) методом спектроскопии в ближней инфракрасной области. Древесина представляет собой сложный органический материал, состоящий из целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и экстрактивных веществ. Данные соединения генерируют полосы поглощения в ближней инфракрасной области, в основном представляющие собой обертоны и полосы комбинации функциональных групп O-H, N-H и C-H. Определены оптимальные способы коррекции рассеяния с учетом специфики исследуемых образцов. На основе применения линейного дискриминантного анализа предложена методика по автоматическому установлению видовой принадлежности древесины по спектрам диффузного отражения в ближней инфракрасной области, а также определены ключевые параметры, достаточные для проведения процедуры классификации. Полученные LDA-модели показали высокую предсказательную способность, общая средняя точность классификации достигала 97,6 %. Следует констатировать, что метод спектроскопии в ближней инфракрасной области подходит для решения задач, связанных с установлением видовой принадлежности древесины, является эффективным инструментом для разделения древесных пород.