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소나무와 금강송의 수종식별을 위한 화학계량학적 접근 - 근적외선 분광법과 다변량분석을 이용한 수종 분류 -
Chemometrics Approach For Species Identification of Pinus densiflora Sieb. et Zucc. and Pinus densiflora for. erecta Uyeki - Species Classification Using Near-Infrared Spectroscopy in combination with Multivariate Analysis - 원문보기

목재공학 = Journal of the Korean wood science and technology, v.43 no.6, 2015년, pp.701 - 713  

Hwang, Sung-Wook (경북대학교 농업생명과학대학 임산공학과) ,  Lee, Won-Hee (경북대학교 농업생명과학대학 임산공학과) ,  Horikawa, Yoshiki (경북대학교 농업생명과학대학 임산공학과) ,  Sugiyama, Junji

초록
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소나무와 금강송의 수종 분류를 위해 근적외선(NIR) 분광법주성분분석(PCA) 및 부분최소자승법 판별분석(PLS-DA)을 결합하여 수종 분류 모델을 설계하였다. 측정된 모든 NIR 스펙트럼을 이용하여 PCA를 실시한 결과 소나무와 금강송의 수종 분류는 불가능하였다. 그러나 2차 미분된 스펙트럼을 이용하여 시험편의 단면과 심 변재 구분에 따른 수종 분류에서는 변재부에서 수종 분류가 가능하였으며, 특히 방사단면의 변재에서는 명확하게 수종이 분류되었다. 그리고 개발된 PLS-DA 예측 모델을 통해 명확한 수종 분류가 가능하였다. 2차 미분으로 전처리된 스펙트럼을 이용하였을 때 가장 좋은 분류 결과 얻을 수 있었다. 2차 미분 스펙트럼을 이용한 예측 모델은 100%의 분류 정확도를 나타내었으며, 예측 모델의 $R_p{^2}$ 값은 0.86, RMSEP는 0.38로 나타났다. 전처리하지 않은 스펙트럼과 2차 미분 스펙트럼을 이용한 예측 모델의 신뢰도는 유사하였다. 근적외선 분광법과 부분최소자승법 판별분석을 결합한 수종 분류 모델은 소나무와 금강송의 분류에 적합하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A model was designed to identify wood species between Pinus densiflora for. erecta Uyeki and Pinus densiflora Sieb. et Zucc. using the near-infrared (NIR) spectroscopy in combination with principal component analysis (PCA) and partial least square discriminant analysis (PLS-DA). In the PCA using all...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 전통적인 수종 식별법인 현미경 관찰법의 한계점을 보완하고 수종 식별을 위한 화학계량학적 접근의 가능성을 확인하기 위해 근적외선(NIR) 분광법과 주성분분석(PCA, principal component analysis) 및 부분최소자승법 판별분석(PLS-DA, partial least square discriminant analysis)을 결합하여 유사수종인 소나무와 금강송의 수종 분류를 시도하였다. 그리고 소나무와 금강송의 수종 판별에 영향을 미치는 인자에 대해 고찰하였다.
  • 본 연구에서는 전통적인 수종 식별법인 현미경 관찰법의 한계점을 보완하고 수종 식별을 위한 화학계량학적 접근의 가능성을 확인하기 위해 근적외선(NIR) 분광법과 주성분분석(PCA, principal component analysis) 및 부분최소자승법 판별분석(PLS-DA, partial least square discriminant analysis)을 결합하여 유사수종인 소나무와 금강송의 수종 분류를 시도하였다. 그리고 소나무와 금강송의 수종 판별에 영향을 미치는 인자에 대해 고찰하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
목재를 연구하는데 있어 수종을 식별하는 것이 중요한 이유는 무엇인가? 목재를 연구하는데 있어 수종 식별은 가장 기초적이면서도 중요한 분야이다. 목재는 수종에 따라 조직 구조가 서로 다르며, 조직구조가 다르면 그 목재의 성질 또한 달라지기 때문에 목재산업 전반에 걸쳐 중요한 역할을 한다. 뿐만 아니라 수종 식별은 목재 문화재 연구분야에서도 기여하는 바가 매우 크다.
현미경 관찰에 의한 수종 식별의 한계점은 무엇인가? 가장 일반적인 수종 식별법은 목재 샘플의 절편을 채취하여 해부학적 특징을 현미경으로 관찰하는 현미경 관찰법에 의해 수행된다. 현미경 관찰에 의한 수종 식별은 가장 정확한 방법임에도 불구하고 해부학적 특성이 동일한 유사 수종의 식별은 곤란하다는 한계가 있다. 식별이 곤란한 수종의 일반적인 예로 국내산 소나무와 금강송을 들 수 있다.
일반적인 수종 식별법은 무엇인가? 뿐만 아니라 수종 식별은 목재 문화재 연구분야에서도 기여하는 바가 매우 크다. 가장 일반적인 수종 식별법은 목재 샘플의 절편을 채취하여 해부학적 특징을 현미경으로 관찰하는 현미경 관찰법에 의해 수행된다. 현미경 관찰에 의한 수종 식별은 가장 정확한 방법임에도 불구하고 해부학적 특성이 동일한 유사 수종의 식별은 곤란하다는 한계가 있다.
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참고문헌 (21)

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