科研产出
基于决策树和面向对象的作物分布信息遥感提取
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：利用我国2012年4—11月覆盖主要农作物全生育期的23幅中分辨率HJ-1A/1B卫星时序影像,采用决策树和面向对象相结合的分类方法提取黑龙江省双河农场主要农作物分布信息,并与传统决策树分类方法进行对比。通过影像预处理构建时序HJ星影像集,先利用面向对象方法提取道路,为作物提取排除田间道路及附属地物干扰;再结合作物物候历分析不同地物光谱和时序特征,筛选出7个特征指数和14个敏感时相,建立决策树分类模型,提取出玉米和水稻。研究表明,多特征指数辅助作物分类十分有效,尤其是归一化水指数NDWI对水稻提取非常有效;较之传统决策树分类,决策树和面向对象相结合的分类方法能有效剔除田间道路及附属林带沟渠对作物分类的干扰,总体分类精度从89.22%提升至95.18%,该方法可为其他地区利用中分辨率遥感影像低成本高精度提取作物分布信息提供借鉴。
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日光温室内负水头灌溉条件下茄子生长及生理特性的研究
《西北农林科技大学学报(自然科学版) 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究日光温室内负水头灌溉对茄子生长及生理特性的影响,为温室水分管理提供理论和实践依据。【方法】设定灌溉系统的负压值为70hPa,每周常规灌溉的灌水量为负压自动灌溉系统下植株耗水量的1.5倍,在日光温室内进行负水头灌溉与常规灌溉下的茄子栽培试验,分析2种灌溉条件下植株的生长动态、一周内2种灌溉下土壤含水量的变化以及生育期内茄子生理特性的差异。【结果】70hPa负压灌溉下温室土壤含水量基本控制在14.48%左右。负水头灌溉下茄子的株高、茎粗、叶片数和展开度的增长速度均高于常规灌溉,其中株高和叶片数与常规灌溉相比差异显著。2种灌溉方式下茄子叶片的光合、蒸腾作用及气孔导度的日变化趋势相同,均呈双峰曲线;负水头灌溉下茄子的光合速率、蒸腾速率及气孔导度均显著高于常规灌溉。负水头灌溉下茄子产量为常规灌溉的1.44倍,负水头灌溉和常规灌溉下的作物水分生产率分别为17.86,8.27kg/m3,两者差异极显著,负水头灌溉的水分生产率为常规灌溉的2.16倍。【结论】负水头灌溉在持续供水的同时又能精确控制土壤含水量,有效减少土壤渗漏和地表蒸发,具有良好的节水效果且更有利于作物的生长,茄子的产量和水分生产率都得到了显著提高。
关键词： 负水头灌溉 常规灌溉 茄子 生长发育 光合作用 作物水分生产率
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硬头鳟与溪红点鲑杂交三倍体育种技术的初步研究
《动物学杂志 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为了获得同时具有杂交及三倍体优势的鲑鳟鱼苗种,开展了利用6-二甲基氨基嘌呤(6-DMAP)诱导硬头鳟(Oncorhynchus mykiss)、溪红点鲑(Salvelinus fontinalis)正反杂交受精卵的实验。杂交结果,溪红点鲑(♀)×硬头鳟(♂)实验组卵子在受精10 min后全部死亡,而硬头鳟(♀)×溪红点鲑(♂)组的受精卵正常,可以进行6-DMAP三倍体诱导实验。6-DMAP诱导受精卵结果,起始诱导时间在12~15 min,受精卵的发眼率最高,为75.87%~76.64%,在5个起始诱导时间梯度内,受精卵的孵化率在86.44%~90.31%之间,苗种三倍体率在92.45%~95.55%之间,差异不显著(P>0.05)。诱导持续时间为10~15 min时,受精卵发眼率达到最高,为74.28%~76.81%,在5个诱导持续时间梯度内,受精卵孵化率在87.28%~90.24%之间,苗种三倍体率在93.67%~96.25%之间,变化不显著(P>0.05)。药物诱导浓度为120~150 mg/L时,受精卵的发眼率达到最高,为73.57%~76.27%,在5个不同的药物浓度梯度内,受精卵孵化率在88.57%~90.03%之间,苗种三倍体率在92.56%~96.38%之间,变化不显著(P>0.05)。结果表明,利用6-DMAP诱导受精卵制备杂交三倍体苗种的方法是可行的,实验最佳方法为硬头鳟(♀)×溪红点鲑(♂)卵子受精后12~15 min内,利用浓度为120~150 mg/L的6-DMAP溶液诱导,持续时间为10~15 min,然后放入孵化桶内正常孵化,获得苗种的三倍体率可达92.56%~96.38%,可满足正常生产的需要。
关键词： 硬头鳟 溪红点鲑 杂交三倍体 6-二甲基氨基嘌呤 诱导
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Cu~(2+)对活性污泥性质的影响
《硅酸盐通报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：工业废水含有重金属离子,进入城市污水处理厂不可避免地对生物处理过程产生毒性。本研究采用SBR反应器考察Cu~(2+)浓度对活性污泥性质的影响。结果表明,当Cu~(2+)浓度较低时(<2 mg/L),Cu~(2+)对活性污泥的沉降性能、SOUR和Zeta电位影响较小,SVI、SOUR和污泥表面Zeta电位分别保持在67 m L/g、7.24 mg O_2/(g MLSS·h)和38.41 m V,COD去除率为84.31%。但是,当Cu~(2+)浓度较高时(≥2 mg/L),COD去除率下降,污泥絮凝沉降性差,污泥表面Zeta电位降低,活性污泥具有发生膨胀的趋势。SVI升高至149 mg/L,污泥表面Zeta电位下降至21.21m V,SOUR下降至3.37 mg O_2/(g MLSS·h),COD去除率下降至34.11%。
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高速气流条件下标准扇形喷头和空气诱导喷头雾化特性
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：标准扇形喷头与空气诱导喷头均为地面喷雾常用喷头,其在低速条件下的雾化特性已有较多研究,而在高速气流下的雾化特性尚不清楚。为了探究对比2种喷头在高速气流条件下的雾化特性,以及其用作航空喷头的可能性,基于北京农业智能装备技术研究中心自行设计制造的IEA-I型高速风洞,采用马尔文Spraytec喷雾粒度仪对德国Lechler公司生产的LU-120-03标准扇形压力喷头和IDK-120-03空气诱导喷头进行了测试。试验结果表明,两种类型喷头在距离出口0.15 m时,雾滴并未完全雾化。而在距离出口0.35 m时雾滴均已充分雾化。其中LU-120-03扇形压力喷头雾滴体积中径随风速增大从210μm逐渐减小至130μm,在管道压力达0.4 MPa以上时,其雾滴粒径分布跨度随风速增大逐渐从1.3增至1.5。而IDK-120-03空气诱导喷头产生的雾滴粒径相对较大,在风速为120 km/h时,达420~450μm,但其随着风速进一步增加快速减小,在风速达305 km/h时,其产生的雾滴体积中径降低到150μm。试验还发现管道压力变化对LU-120-03扇形压力喷头产生雾滴体积中径影响较大,而对IDK-120-03空气诱导喷头产生的雾滴体积中径影响较小。该研究可为固定翼有人机航空施药方案,如喷头选型、压力选择、作业速度选择等提供试验数据指导。
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安徽省县域耕地畜禽养殖废弃物养分负荷时空演变特征
《生态与农村环境学报 》 2016 北大核心 CSCD CSSCI
摘要：耕地畜禽养殖废弃物养分负荷量具有明显的时空分布特征,研究其区域特征和格局演变对于畜禽养殖业可持续发展具有重要意义。基于2004—2012年安徽省县市级畜禽养殖统计数据和耕地面积数据,利用空间自相关分析方法开展安徽省县域耕地畜禽养殖废弃物氮负荷量的空间格局和空间演变研究。结果表明,2004—2012年安徽省各县市畜禽养殖废弃物氮负荷在空间和时间上都存在不同程度的差异。Global Moran's I指数值(0.24~0.37)显示2004—2012年安徽省各县市耕地畜禽养殖废弃物氮负荷具有显著的空间正相关性和潜在的空间依赖性,表明安徽省耕地畜禽养殖废弃物氮负荷一直处在相对集聚的发展阶段。Getis-Ord Gi*指数表明2004—2012年安徽省耕地畜禽养殖废弃物氮负荷热点区域主要分布在安徽省北部和东南部,尤其是宣州市的绩溪县始终属于热点区域。此外,黄山市的歙县、宿州市的萧县、宣州市的旌德县、宿州市的砀山县和毫州市的利辛县也多次属于热点区域。该研究结果可为畜禽养殖废弃物处理、环境污染防治和区域畜禽养殖总量控制研究提供决策依据。
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分散矩阵特征选择方法改进及在高光谱影像植被分类中的应用
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：基于传统分散矩阵的特征选择方法易选出具有一定区分性但相互冗余的特征,这些冗余的特征制约了高光谱影像分类正确率的提高,针对此问题,该文对传统方法进行了改进,首先计算每2个类别的基于分散矩阵的可分性值,然后将它们的平均值作为特征选择准则,最后利用序列浮点向前搜索算法选出特定数量的特征,用于后续分类。将所选特征的均方相关系数作为冗余性度量,定量化衡量了所提出方法克服选择冗余特征的能力。利用一景常用的AVIRIS高光谱植被影像,从分类正确率的角度,比较了所提出方法与几种典型的基于互信息和基于可分性准则的特征选择方法,在高光谱影像植被分类中的性能。试验结果表明改进的特征选择方法能较好的避免选择相互冗余的特征,与基于互信息的特征选择方法相比,基于分散矩阵可分性准则的特征选择方法在总体上能获得较高的分类正确率,特别是所提出的特征选择方法,在2个数据集上均获得了最高的总体分类精度87.2%和90.1%,从而阐明了所提出的方法在高光谱影像植被分类中的有效性。
关键词： 植被 分类 光谱分析 高光谱影像 波段选择 基于分散矩阵的可分性准则 互信息
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基于叶片数增长动态的营养液供给对番茄生长、产量和品质的影响
《植物营养与肥料学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：【目的】针对基质栽培番茄的营养液管理问题,研究了基于叶片数增长动态调控营养液供给对番茄生长、产量和品质的影响。【方法】温室基质栽培条件下,以番茄为试验材料,根据植株每增长1、2和3片叶时营养液浓度的提高幅度分别设置TR0.1(0.1 m S/cm)、TR0.2(0.2 m S/cm)和TR0.3(0.3 m S/cm)3个处理,即叶片数增长动态处理;另设常规营养液管理模式作为对照(CK),即番茄定植至开花前、开花至第一穗果坐果、第一穗果坐果至采收结束3个生育期内供给营养液浓度分别为1.5、2.1和2.7 m S/cm。通过测定营养液总盐含量和番茄株高、茎粗、叶片数、产量、养分利用率和品质等指标对不同营养液管理方法进行评价。【结果】叶片数增长动态处理(TR0.1、TR0.2和TR0.3)营养液浓度提高频率是CK的2.0~5.6倍,且可利用的营养液总盐含量、大量元素和微量元素的总含量均表现为CK>TR0.1>TR0.2>TR0.3。叶片数增长动态处理(TR0.1、TR0.2和TR0.3)和CK的茎粗和叶片数受营养液浓度提高幅度影响较小。TR0.1处理的产量和营养液养分利用率比CK分别提高了30.4%和37.7%(P<0.05)。与CK相比,TR0.1、TR0.2和TR0.3处理的果实中硝酸盐含量和可滴定酸含量分别降低了19.4%~68.6%和16.7%~23.2%(P<0.05),总可溶性固形物和糖酸比分别增加了0.8%~12.9%(P<0.05,TR0.3除外)和31.3%~34.7%(P<0.05),说明叶片数增长动态处理的果实品质优于CK。基于叶片数增长动态调控营养液供给的方法中,与TR0.3处理相比,TR0.1处理的株高增加7.5 cm(P<0.05),产量和营养液养分利用率分别提高了30.7%和29.4%(P<0.05);TR0.1处理果实硝酸盐含量、总可溶性固形物、可滴定酸含量和糖酸比均最高,除糖酸比外,各处理呈显著性差异。【结论】基于叶片数增长动态调控营养液浓度供给的方法优于常规基质栽培营养液管理方法,可以实现基质栽培番茄的高产优质,提高营养液养分利用率,其中每增长1片叶营养液浓度增加0.1 m S/cm的供给方法 (TR0.1),因营养液浓度变化速率快,浓度变化幅度小,对促进番茄生长、养分吸收及增加产量、改善品质的效果最好,为供试条件下最优的营养液调控方法。
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基于K均值聚类和开闭交替滤波的黄瓜叶片水滴荧光图像分割
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了监测温室黄瓜叶片湿润情况以计算叶片湿润时间并用于病害预警,利用K-均值聚类算法实现黄瓜叶片的水滴荧光图像分割。选择人工气候室培育的健康且洁净的黄瓜叶片作为试验试材,采用移液枪向叶面、叶缘部位上滴水,模拟不同的叶片湿润情形,使用荧光成像仪蓝光镜头在白天(07:00)和夜晚(18:00)分别采集图像。应用K-均值聚类算法在L*a*b颜色空间对水滴图像进行分割,首先要将原始图像由RGB颜色空间转换到L*a*b颜色空间,然后在在L*a*b颜色空间中利用a*b*二维数据空间的颜色差异,以欧式距离度量像素间的相似度,使用K均值对图像进行聚类,聚类得到的图像灰度化后进一步用数学形态学中的开闭交替滤波方法进行校正,最终完成图像分割。利用该方法对10幅含有不同水滴数量的黄瓜叶片荧光图像进行分割,为了验证该方法的有效性,分别采用基于H分量直方图分割算法、主动轮廓即C_V模型分割方法、融合K均值聚类和Ncut算法作对比试验。试验结果表明,该方法的平均匹配率、误分率相较于其他3种方法有明显的优势,平均匹配率为81.27%、平均误分率为9.57%,较之于其他3种方法,平均匹配率分别提高了44.11、11.50、10.90百分点,平均误分率分别降低了23.03、5.47和5.05百分点。该方法能够较为准确地将水滴从图像中分割出来,这为用计算机器视觉的方法监测黄瓜叶片的润湿时间提供了新的思路。
关键词： 图像分割 算法 图像处理 滤波 荧光 开闭运算 湿润叶片 色彩空间
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羽衣甘蓝抗寒生理特性研究
《华北农学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：观赏羽衣甘蓝作为秋冬季节重要的园林绿化植物,抗寒性直接影响其推广和应用。为了阐明羽衣甘蓝响应低温的生理特性,揭示抗寒机理,以北京市农林科学院蔬菜研究中心生物技术课题组选配的优良F1杂种作为研究试材,分析不同低温处理下叶片电导率变化和半致死温度,以及渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的变化。结果显示,羽衣甘蓝叶片电导率在-5℃以下迅速升高,-10℃左右达到最大值;半致死温度为-10.3~-13.7℃,红色类型低于白色类型,羽叶和圆叶低于皱叶类型。上述研究结果与观赏羽衣甘蓝田间抗寒表现一致。低温处理下渗透调节物质含量和抗氧化酶活性响应特性表明,不同指标呈现不同的变化趋势,除了可溶性糖在-10℃含量最高外,可溶性蛋白和游离脯氨酸含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均在-5℃或-8℃达到最大值,并随温度进一步降低而下降。主成分分析结果表明半致死温度、可溶性糖和游离脯氨酸含量是导致羽衣甘蓝抗寒性差异的主要因素。研究结果为建立羽衣甘蓝抗寒性评价体系,进一步解析抗冻机理,培育抗寒新品种奠定理论基础。
关键词： 羽衣甘蓝 抗寒性 半致死温度 渗透调节物质 抗氧化酶
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