農(nóng)業(yè)行業(yè)
本研究應(yīng)用了900-1700nm的高光譜相機(jī)，可采用杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品FS25進(jìn)行相關(guān)研究。FigSpec?系列成像高光譜相機(jī)采用高衍射效率的透射式光柵分光模組與高靈敏度面陣列相機(jī)、結(jié)合內(nèi)置掃描成像及輔助攝像頭技術(shù)，解決了傳統(tǒng)高光譜相機(jī)需外接推掃成像機(jī)構(gòu)及調(diào)焦復(fù)雜等難以操作的問題。可與標(biāo)準(zhǔn)C接口的成像鏡頭或顯微鏡直接集成，實(shí)現(xiàn)光譜影像的快速采集。
竹屬于禾本科竹亞科，是世界上最寶貴的植物資源之一。全世界約有竹類70屬、1200多種，而我國有39屬、500余種，竹林面積高達(dá)720萬公頃，約占世界總量的1/301。大量的研究表明竹葉含有豐富的黃酮、酚酸、多糖等功能性成分，顯示出良好的抗氧化、調(diào)節(jié)血脂、保護(hù)心腦血管及抑制食品加工過程中丙烯酰胺生成等功效。
然而，研究發(fā)現(xiàn)，不同種屬的竹葉中功能性成分的含量差異較大，例如矢竹屬總黃酮含量僅為倭竹屬的1/3，而總黃酮的豐度對竹葉的抗氧化活性具有重要影響。因此，快速準(zhǔn)確區(qū)分不同品種的竹葉，是竹類資源開發(fā)過程中的重要任務(wù)之一。傳統(tǒng)對于竹類品種的鑒別主要是通過觀察竹葉大小、紋理、竹枝分枝和竹竿高度等。
然而竹資源科屬較多，亟需一種快速、無損的方法對竹葉進(jìn)行鑒別分析。近紅外高光譜技術(shù)是一種快速、無損的分析技術(shù)，由于光譜特性穩(wěn)定、信息量大等特性已經(jīng)廣泛應(yīng)用于植物、藥材、農(nóng)產(chǎn)品等的檢測中，尤其在樣本的品種鑒別中有大量的報道。因此采用近紅外高光譜技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對中國不同地域的竹葉進(jìn)行鑒別分析，旨在為竹資源的開發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)。
采用近紅外高光譜結(jié)合特征波譜對不同竹葉樣本進(jìn)行分類鑒別研究。獲取 900～1 700 nm 范圍的光譜，進(jìn)行主成分的聚類分析，根據(jù)主成分的載荷系數(shù)和Random frog進(jìn)行特征波段的提取，分別獲得6條和12條特征波段，最后根據(jù)全波段與特征波段建立LS-SVM判別模型，并用ROC曲線評估LS-SVM的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
結(jié)果顯示，三個鑒別模型的AUC均高于0.98，且采用主成分的載荷系數(shù)得到的6條特征波段建立的LS-SVM綜合效果最佳。表明采用近紅外高光譜技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同品種竹葉的分類鑒別，這為竹類品種的快速分類提供了一個新的參考方法。下一步的研究中將考慮采用光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)竹葉中黃酮、酚酸、多糖等功能性成分的快速檢測，可以提高竹葉開發(fā)利用的效率。
