科研产出
深度语义分割网络无人机遥感松材线虫病变色木识别
《自然资源遥感 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：松材线虫病是危害我国林业资源的主要病害，研究深度语义分割网络无人机遥感技术可提高松材线虫病变色木识别准确率，为提升和保护林业资源质量提供技术支撑。该文以青岛崂山松林为研究区，通过固定翼无人机航拍获取区域无人机松材线虫病疑似变色木影像，以全卷积网络(fully convolutional networks, FCN),U-Net, DeepLabV3+和OCNet 4种深度语义分割模型为研究对象，选用召回率(Recall)、精确率(Precision)、交并比(intersection over union, IoU)和F1值评估各模型分割精度。航拍飞行获得2 688张无人机影像，通过手动标记和样本扩增生成训练样本28 800个。4种网络均能够较好识别松材线虫病变色木，无显著误报，并且深度语义模型对颜色相近的地物，如岩石、黄色裸土等有较好的辨别结果。总体上，DeepLabV3+具有最高的变色木分割精度，IoU与F1值分别为0.711和0.829; FCN模型分割精度最低，IoU与F1值分别为0.699和0.812; DeepLabV3+训练耗时最低，达到27.2 ms/幅；FCN预测耗时最低，达到7.2 ms/幅，但分割变色木的边缘精度最低。以3种特征提取网络ResNet50,ResNet101和ResNet152为前端特征提取网络构建的DeepLabV3+模型变色木识别IoU值分别为0.711,0.702和0.702,F1值分别为0.829,0.822和0.820。DeepLabV3+比DeepLabV3网络具有更高的变色木识别精度，DeepLabV3网络变色木识别的IoU和F1值分别为0.701和0.812。DeepLabV3+模型在测试数据中具有最高变色木识别精度，特征提取网络ResNet网络深度对变色木识别精度影响较小。DeepLabV3+引入的编码和解码结构能够显著改进DeepLabV3分割精度，同时可获得详细的分割边缘，更有利于松材线虫病变色木识别。
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基于熵权-TOPSIS模型的水培生菜适宜种植密度优化
《石河子大学学报（自然科学版） 》 2024
摘要：水培叶菜产出高、效益好的同时生产设备成本投入较大,优化出适宜的种植密度,可以使单位面积产出最大化,从而保证种植者取得较高的收益.本研究采用熵权法和TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)法结合,对不同种植密度水培生菜进行综合评价,优化出适宜种植密度,为水培装置适宜的生菜种植密度提供依据.共设置4个密度处理,标记为H1、H2、H3、H4(定植密度为株间距10、15、20、25 cm),通过对各处理生菜生长,产量,品质,水分利用效率等因子综合评价,优化出适宜种植密度.结果表明:H4处理水培生菜产量和品质较处理H1略差,但其生长状态、外观品质优于H1,对比所有处理生菜,H2处理综合表现最佳,更适合商业化种植,该研究结果有助于进一步了解种植密度对水培生菜生长、产量品质的综合影响,还可为规模化商业水培叶菜生产提供支持.
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基于YOLOv5模型的仔猪社交识别方法研究
《中国猪业 》 2024
摘要：精准识别仔猪间社交关系对了解仔猪内部社交和预警异常仔猪具有重要意义.针对传统方法在仔猪社交识别时存在的人工依赖多、劳动强度大、观测效率低等问题,本研究借助机器视觉与深度学习技术,提出了一种基于改进的YOLOv5模型的仔猪社交识别研究方法.该研究以9头30~35日龄群养的长白二元杂交仔猪为研究对象,从顶部视角连续采集视频数据,经图像截取与数据增强共获得13 389张图像作为数据集.首先,选取Faster R-CNN、SSD、YOLOv4和YOLOv5这4种典型目标检测算法对数据集进行训练,通过对比分析,确定用于仔猪个体身份识别最优模型;然后依据K-means聚类算法确定仔猪社交中心,通过计算仔猪与社交中心的欧氏距离量化仔猪社交值,利用位置信息构建仔猪社交网络,绘制仔猪运动轨迹,获得社交正常与社交异常仔猪的识别阈值;最后,利用该阈值对仔猪进行分类,识别社交异常仔猪个体并实现预警.经测试,改进的YOLOv5对群养仔猪个体身份识别的平均精度均值达99.29%,模型大小为13.71 MB,满足仔猪身份识别需求,与YOLOv5、YOLOv4、SSD和Faster R-CNN模型相比,改进的YOLOv5平均精度均值分别提高了 0.26、1.97、12.74和4.31个百分点.通过统计仔猪社交值均值变化情况,发现正常与异常仔猪社交值均值差异明显,正常仔猪社交值均值范围[0.259~0.351],异常仔猪社交值均值范围[0.402~0.441],试验确定0.4为最佳社交判别阈值.该研究可为仔猪社交行为智能识别与异常早期预警提供方法参考.
关键词： 仔猪 YOLOv5 K-means 社交 深度学习
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基于多元素和稳定同位素技术的桃产地溯源
《食品安全质量检测学报 》 2024
摘要：目的 研究利用桃中多元素和稳定同位素地域特征进行产地溯源的可行性。方法 应用电感耦合等离子体质谱和稳定同位素比质谱技术,测试桃样品中54种元素和碳(13C/12C)、氮(15N/14N)、氢（~2H/~1H）、氧(18O/16O)4种稳定同位素比值,分析不同产地桃的特征指标,采用逐步判别分析,建立产地判别模型,开展平谷、顺平和丹东桃产地溯源。结果 不同产地桃中碳和氧同位素比值差异显著（P＜0.05）,Na、Mg、Al、K、Mn、Cu、Zn、Rb、Sr、Cd和Ba 11种元素含量差异显著（P＜0.05）。筛选C、H、O、Mg、Al、K、Fe、Cu、Zn、Cd10项指标建立产地判别模型,进行原始回代检验和留一交叉检验,判别准确率均为100%。结论 研究表明,同时利用桃中多元素含量和稳定同位素比值特征指标建立产地判别模型,能够区分不同产地的桃,为桃产地溯源的可行性提供方法依据。
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氧化应激对母畜卵巢功能影响的研究进展
《畜牧兽医学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：卵巢是母畜生殖系统的重要组成部分，其功能受多种因素的调控，其中氧化应激作为一种重要的细胞生物学过程，被发现对卵巢功能产生深远影响。卵巢内氧化与抗氧化物的平衡对维持卵巢功能意义重大，卵巢内活性氧(reactive oxygen species, ROS)参与卵母细胞生长、减数分裂、排卵和其他生理过程的调节，ROS堆积可导致卵巢功能紊乱，影响优势卵泡形成，对卵母细胞成熟、受精以及随后的胚胎植入和发育均有影响。本文针对氧化应激对母畜卵巢功能的影响，进一步探究了氧化应激对母畜卵母细胞、颗粒细胞、卵泡膜细胞以及黄体的影响，深入了解其机制有助于揭示卵巢生理和病理的内在联系，为相关疾病的预防和治疗提供新的思路。
关键词： 母畜 氧化应激 卵巢 卵母细胞 颗粒细胞 黄体 线粒体
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一站式烟农服务平台的研发与应用
《浙江农业科学 》 2024
摘要：针对目前烟草农业产业服务效率低、规范化水平低,烟农生产经营成本高、业务办理繁琐不便捷、信息获取不及时,以及烟区生产、生活、生态融合度不高等问题,研究构建了一站式农服数字化服务平台,平台以服务农民为宗旨,运用互联网经济新业态、新模式,整合烟农、合作社、第三方机构,探索构建了"滴滴农服"服务撮合模式.平台采用多层分布式体系结构,以分层的、组件化的设计方法,选用 B/S 架构,由基础层、数据层、业务层、接入层与用户层等 5 个层次组成,实现了政策公示、业务办理、种烟政策、专业化服务、惠农服务、技术服务六大功能,并在云南省红河州进行应用推广,截至 2021 年 11 月,注册烟农用户 4.18 万户、商家用户 55 户(含 31 户提供专业化服务的烟农合作社),累计交易 42.7 万单、交易额 1.79 亿元,推广区域667 m2 种植成本同比减少 50.48 元,有效地降低了烟农种植成本.通过本研究的探索和应用,形成了专业化服务、政策服务、惠农服务、技术服务为主的四大类数字化服务体系,基于大数据为农户提供优质便捷的生产和生活性服务,弥合了城乡数字鸿沟.
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基于植物代谢组学的不同品种甜椒特征成分挖掘
《农产品质量与安全 》 2024
摘要：本研究基于植物代谢组学技术对京郊昌平地区的4个甜椒品种进行了分析。结果表明，正、负模式下共鉴定获得830种化合物。多元变量统计分析结果显示，各组样品可明显分开，说明不同品种甜椒果实在代谢物组成方面存在差异。以普通甜椒为比较对象，按变量重要性投影（Variable importance in the projection, VIP）>1且P<0.05原则，在与其他3个品种对比中分别筛选获得446、 457及439种差异物质，其中275种在3组比较中均出现。进一步对共同出现的差异代谢物进行排序，最终判定25种代谢物为区分普通甜椒和其他3个品种甜椒的差异代谢物，包括莽草酸及苯丙酸类（13种）、萜类化合物（7种）、生物碱（4种）、脂肪酸（1种），其中奎宁酸相对含量最高。通路综合分析结果显示，多种氨基酸代谢及谷胱甘肽代谢是主要的差异代谢通路。本研究为系统解析甜椒的营养品质及品种差异提供了科学依据和数据支撑。
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北京小麦生产现状与提升思考
《中国种业 》 2024
摘要：从种植面积、品种更替、单产水平等方面总结了自1949年以来北京小麦生产的变化，分析了北京小麦生产面积由1976年最高的20.80万hm~2减少至2019年8200hm~2的政策背景，以及北京城市发展需求变化对小麦生产的影响。对20世纪90年代北京小麦平均产量就达到394.87kg/667m~2的国内领先水平，而之后近30年一直在350kg/667m~2徘徊，没有大幅增长的原因进行了分析，如区域发展不平衡、水资源缺乏制约、种植主体和经济效益等。最后，结合目前最新政策、品种和技术，提出精准补贴、品种技术配套、规模化示范、优特种植等提升北京小麦生产水平的思考和具体推进方法。
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