[發明專利]一種基于可見-近紅外光譜的木材合法性驗證方法

在審

• 申請號: 202110873658.3
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113466156A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 李穎;徐浩凱;王國忠;李耀翔;裴志永;郭根勝
• 申請（專利權）人: 內蒙古農業大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/84
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

本發明公開了一種基于可見?近紅外光譜的木材合法性驗證方法，該方法包括：獲取待驗證木材的可見?近紅外光譜數據；采用第二代小波?提升小波變換對所述可見?近紅外光譜數據進行去噪處理；將可見?近紅外光譜數據或經去噪處理后的可見?近紅外光譜數據輸入合法性驗證模型；所述合法性驗證模型包括：木材材性預測模型、木材產地溯源模型和木材樹種鑒別模型；輸出所述驗證木材的木材材性預測結果、木材產地溯源數據和木材樹種鑒別數據。該驗證方法的預測精度較高，適用性強，可同時預測木材材性信息、鑒別木材產地和樹種類型，從而能實現大批木材材性信息的真偽鑒別，降低木材非法交易率。

技術領域

本發明涉及可見-近紅外光譜技術領域，特別涉及一種基于可見-近紅外光譜的木材合法性驗證方法。

背景技術

相關數據顯示，全球50％以上的森林受到非法采伐的威脅；每年非法木材貿易占全部木材貿易額的15％-30％，大大地降低了林產品價格，造成了嚴重的社會和生態問題。現階段，急需構建一種智能、高效、綠色的木材合法性驗證體系，滿足國際木材合法性要求并推動林產品國際貿易及我國林業法制化進程。

木材合法性的實質是確保木材及林產品原料來源的合法性，主要通過木材產地、樹種類別及木材材性信息進行木材合法性驗證。例如，自俄羅斯、東南亞、非洲等地進口的木材被部分認為是“非法木材”；

木材作為一種復雜的天然有機化合物，相關企業很難同時、快速、精準、大批量判定木材的產地、樹種和理化性質等材性信息。此外，經典的傳統檢測方法雖滿足了測試精度要求，但仍存在以下不足：

1.破壞性大、無法實現批量樣本檢測

傳統的實驗室檢測方法，在檢測時需將木材制備成標準樣件，然后采用相關國標法進行測定。操作復雜、費時費力、破環性大，且所得實驗結果僅適用于已測定的樣件，無法用于同種未知樣品材性信息的快速、準確和大批量無損預測。

2.無法確保數據的準確性

在木材樹種鑒別方面，相關工作者主要采用感官方法進行判別，判定結果具有很強的主觀性。在木材產地溯源方面，則完全依賴于產業鏈上游至下游的流通信息，數據雖被運營方統一管理，但用戶無法參與整個流通過程，木材產地信息很容易被惡意篡改。受利益驅使，部分不法分子以低價的木材頂替外觀極其相似的高價木材；或對禁止采伐的林區進行非法采伐，聲稱為授權采伐的合法木材，而相關工作人員很難根據自身經驗快速、準確判定大批木材的產地來源和樹種類型。因此，為了確保交易木材的合法性，急需尋求一種快速、準確、無損預測大批量木材產地、樹種類型及木材材性信息的方法。

但目前的研究中都只是針對單一的樹種識別，比如公開號：CN 109870421A《一種基于可見光/近紅外光譜分析的遞增式木材樹種分類識別方法》，而且并不能實現木材產地溯源、樹種鑒別及木材材性信息的同時精準預測。

發明內容

本發明的目的在于，為了解決上述現有技術存在的不足之處，提出一種可以同時鑒別木材產地、樹種類型和預測木材材性信息的基于可見-近紅外光譜的木材合法性驗證方法，預測精度較高，適用性廣泛，能夠實現大批木材材性信息的真偽鑒別，降低木材非法交易率。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

第一方面，本發明實施例提供一種基于可見-近紅外光譜的木材合法性驗證方法，包括：

S1、獲取待驗證木材的可見-近紅外光譜數據；

S2、采用第二代小波-提升小波變換對所述可見-近紅外光譜數據進行去噪處理；

S3、將步驟S1的可見-近紅外光譜數據或步驟S2中經去噪處理后的可見-近紅外光譜數據輸入合法性驗證模型；所述合法性驗證模型包括：木材材性預測模型、木材產地溯源模型和木材樹種鑒別模型；

S4、輸出所述驗證木材的木材材性預測結果、木材產地溯源數據和木材樹種鑒別數據。