科研产出
基于多相机成像的玉米果穗考种参数高通量自动提取方法
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：实现玉米果穗考种性状的准确、快速获取是提高玉米育种效率的关键环节。该文在前期设计的玉米高通量自动化考种装置基础上,提出了一种基于多相机的玉米果穗考种参数提取方法,通过4个等间隔均匀分布的摄像头同时获取果穗4个方向图像,针对每副图像分别经过背景去除、投影模型构建、籽粒跟踪、考种参数提取等处理,最后根据4副图像的处理结果,综合计算穗长、穗粗、平均粒厚、穗行数、行粒数、穗粒数等考种参数。在玉米高通量自动化考种装置的果穗考种模块上进行试验,结果表明,该文所提方法测得的穗长、穗粗、平均粒厚与人工方法测量值之间的决定系数R2分别为0.997 3、0.984和0.941 5,对穗行数、行粒数的测量精度分别为98.63%、95.35%,为玉米果穗考种参数提取提供了一种新思路,为高通量自动考种装置的实现奠定了基础。
关键词： 农作物 提取 图像分割 玉米考种 四相机 投影模型 籽粒跟踪 穗行数
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北京市农业用水结构变化驱动力分析
《灌溉排水学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】准确预测用水结构变化,确定影响用水结构的主要驱动因子,定量分析各驱动因子对用水结构的影响。【方法】基于主成分分析方法,选取影响农业用水结构的21个指标,分析了2000—2014年不同时期北京市农业用水结构的变化驱动因子。【结果】虽然各个主要影响因素在不同时期贡献重要性排序不同,但影响北京农业用水结构变化的因素主要归结为以面积因素、存栏量为表征的种植业、养殖业、水产业和林业等生产生活所需、灌溉条件的完善、节水技术的进步以及降雨和光热等条件。【结论】合理调整农业种养殖结构,完善节水技术措施并提高节水效率,充分利用雨热自然资源是促进农业用水结构合理发展的重要措施。
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基于云服务接入的温室环境采集终端优化设计
《沈阳农业大学学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：由于温室环境信息采集需求多样、应用分散设备接入网络困难且为物联网,云服务优先应用领域,使得采用运营商通讯(GSM/GPRS、3G、4G等)的环境数据采集设备在温室生产中应用越来越多,但实际运行过程中依然存在系统能耗高、太阳能温室内充电效率低、铅酸蓄电池供电为主体积大、整体密封性差难以适应高温高湿环境等问题,迫切需要在以上几个方面开展优化设计。开发了低成本、集成度高、低功耗的温室环境感知终端,能够采集常规数字(I2C、1-wire、串口等)、模拟信号传感器(0~5V,4~20m A),灵活选择传感器满足用户对不同监测参数的测量需求并通过GSM/GPRS接入已有的设施农业云服务平台,适合分散,大区域接入、单温室直接网络接入等应用场景。重点在终端能耗管理、防护结构、太阳能供电结构等方面开展优化设计,小功率太阳能电池板采用多角度安装方式,实现延长充电时间超过2h·d~(-1),提高温室内太阳能利用率;将主动通风空气防辐射罩与符合IP67标准防护壳构成一体,适应高温高湿环境,并加速防辐射罩内部与外部气流交换速度,提高温湿度、CO2测量响应速度和精度;低功耗硬件选型配合事件触发唤醒能耗管理模式解决GSM/GPRS通讯能耗问题使终端休眠能耗为44u A,常规应用频率平均功耗达1.1m A,实现无外接供电设备全负荷独立工作近1个月,满足温室环境在线监测需求。该优化设计与应用具有开放性、易用性、低成本、安装便捷等特点,能够提升温室生产监测能力,市场前景广阔。
关键词： 温室 智能传感器 环境监测 低功耗设计 GSM/GPRS
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不同来源菊芋种质资源品质性状多样性分析
《西北农林科技大学学报(自然科学版) 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】明确不同来源菊芋种质资源品质性状间的差异,为菊芋专用新品种的选育及菊芋功能产品的研发奠定基础。【方法】以菊芋种质资源圃中来自法国的14份、丹麦的11份和我国的4份菊芋种质资源为材料,测定块茎的干物质及主要品质性状(可溶性糖、果聚糖、蛋白质、粗纤维、黄酮、淀粉含量),并进行了品质性状与颜色及干物质的相关性分析,探讨了不同资源的遗传多样性。【结果】不同来源菊芋资源的品质性状存在丰富的变异,变异系数最大的为黄酮含量。通过多变量的主成分分析可知,前4个主成分(果聚糖、可溶性糖、蛋白质、黄酮)代表了菊芋品质多样性的86.073 1%的信息。由相关性分析可知,干物质与黄酮、果聚糖含量呈极显著正相关,与颜色呈显著正相关;黄酮含量与颜色呈极显著正相关;果聚糖含量与颜色也呈显著正相关;蛋白质含量与粗纤维含量呈显著负相关。聚类分析结果显示,29份菊芋种质资源可划分为3个类群,并且3个类群种质含量最高的均为可溶性糖,其次为果聚糖。结合聚类与主成分分析结果,发现果聚糖、可溶性糖含量是决定菊芋品质性状的两个主要因子。【结论】明确了不同来源29份菊芋种质资源块茎间营养成分的差异,并筛选出了特异的菊芋种质资源。
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北京西山冬季针叶树种叶片滞纳PM_(2.5)功能研究
《环境科学与技术 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：以北京西山8种针叶树为研究对象,应用气溶胶再发生器对不同植物叶片冬季PM_(2.5)吸附量进行测定,应用环境扫描电镜观察了叶表面微形态特征结构,阐释了不同树种叶表面结构与吸滞PM_(2.5)关系。结果表明:冬季单位叶面积PM_(2.5)吸附量排序为雪松((3.04±0.39)μg/cm~2)>油松((2.93±0.32)μg/cm~2)>红松((2.87±0.28)μg/cm~2)>白皮松((2.79±0.29)μg/cm~2)>侧柏((2.19±0.20)μg/cm~2)>冷杉((1.89±0.33)μg/cm~2)>龙柏((1.80±0.25)μg/cm~2)>桧柏((1.75±0.19)μg/cm~2),从冬季不同月份来看,不同树种单位叶面积PM_(2.5)吸附量表现为2月((2.81±0.59)μg/cm~2)>1月((2.45±0.53)μg/cm~2)>12月((2.33±0.51)μg/cm~2)>11月((2.05±0.48)μg/cm~2);雪松、白皮松和油松有大量凹陷和突起,气孔密度和开度较大,叶表面较粗糙,吸滞PM_(2.5)能力强;冷杉、龙柏和桧柏因其叶表面平滑、气孔密度较小,绒毛较少,吸滞PM_(2.5)能力较弱。因此,为提高城市植被的环境效应,可选择叶表面形态有利于吸滞PM_(2.5)等颗粒物的树种。
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基于全景图像的玉米果穗流水线考种方法及系统
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提高玉米果穗考种效率和精度,该文提出一种基于全景图像的玉米果穗流水线考种方法和系统。利用托辊传送装置实现果穗自动连续推送,基于工业相机自动检测果穗运动状态并实时采集图像,获取覆盖果穗全表面的图像序列;建立果穗运动、摄像机成像、表面拼接关系,从图像序列中抽取果穗中心畸变最小区域拼接出果穗表面全景图像;最后,结合果穗边界检测、籽粒分割和有效性鉴定等技术提取出果穗表面上有效籽粒。试验结果表明,该文方法和系统较好地平衡了玉米果穗考种的效率和精度,图像采集和计算平均效率达15穗/min和4穗/min,穗长和穗行数指标计算精度可达99%和98.89%,可为研发全自动、高通量玉米果穗表型检测装置提供有益借鉴。
关键词： 图像处理 机器视觉 图像分割 玉米果穗 表型性状 图像拼接 全景图像 考种
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基于典型污灌区土壤筛选耐盐、Cd低吸收小麦品种
《农业环境科学学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为了在污灌区重金属污染农田筛选同时具有耐盐与重金属低吸收特点的作物品种,采集了污灌区Cd污染农田土壤,添加0.4%Na Cl平衡14 d后,利用盆栽实验测定不同小麦的耐盐指数与Cd富集系数,结合物种敏感性分布(SSD)模型对耐盐、Cd低吸收小麦品种进行筛选。研究结果表明:盐分胁迫对10种小麦的生长抑制程度具有明显差异,其中,中麦415与中优206受抑制程度最为明显,耐盐指数分别为0.542和0.591,而中优9507与中麦996植株生长正常;不同小麦耐盐指数大小依次为中优9507≈中麦996>轮选1690>轮选987>中麦1062>中麦175>中麦14>中麦816>中优206>中麦415。不同小麦茎叶与根对Cd的富集系数间存在较大差异;不同小麦茎叶对Cd富集系数为0.338(中麦996)~0.970(中优206),小麦根对Cd富集系数范围为3.01(中麦1062)~5.71(中麦14)。基于茎叶Cd富集系数(1/BCF)的SSD顺序为中麦996>轮选1690>中麦415>中麦1062>中麦175>中优9507>中麦816>中麦14>轮选987>中优206。基于Cd富集系数(1/BCF)与耐盐指数的物种敏感性分布频次,筛选出了同时具有耐盐分胁迫与Cd低吸收特点的小麦品种分别为中麦996与轮选1690。研究结果可为盐分胁迫条件下Cd污染土壤的安全利用提供参考依据。
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韭菜采后保鲜技术研究进展
《保鲜与加工 》 2018 北大核心
摘要：本文概述了影响韭菜采后贮藏保鲜的主要因素,重点分析了近几年国内外有关韭菜贮藏保鲜技术的原理及研究现状,以期为今后更深入地研究提供借鉴和参考。
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应用近红外高光谱成像技术检测面粉中偶氮甲酰胺
《光谱学与光谱分析 》 2018 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：高光谱成像技术不仅可以获得样品的图像信息,每个像素点还包含了光谱信息,因其信息量丰富的特点已在食品安全检测方面得到了应用。该研究应用近红外高光谱成像技术检测面粉中偶氮甲酰胺。分别采集纯偶氮甲酰胺、纯面粉和面粉中10种不同浓度偶氮甲酰胺混合样品的高光谱图像。通过比较纯偶氮甲酰胺和纯面粉的平均漫发射光谱,找到两者区分度较大的4个吸收波段:1 574.38,2 038.55,2 166.88和2 269.91nm。采用二阶导数对样品图像中的像素点光谱进行预处理,通过光谱角制图、光谱相关角和光谱相关性度量三种光谱相似性分析方法对混合样品中的偶氮甲酰胺像素和面粉像素进行检测。结果表明,预处理后的平均光谱不能有效检测面粉中偶氮甲酰胺;单像素点光谱结合光谱相似性分析实现了混合样品中偶氮甲酰胺像素和面粉像素的分类;分类结果的验证显示了偶氮甲酰胺像素和面粉像素的正确分类。研究结果为利用高光谱技术检测面粉中添加剂提供了方法支持,为食品中掺杂物的检测提供参考。
关键词： 高光谱成像 面粉 偶氮甲酰胺 光谱相似性分析 分类
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中国育成草莓品种的系谱分析
《果树学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】调查统计1953—2016年我国培育的草莓品种,分析其亲本的类型和来源,归纳出草莓育种亲本选配规律。【方法】利用我国育成的108个草莓品种的系谱资料,探究其直接亲本和原始亲本组成,计算亲本的遗传贡献值。【结果】1953—2016年我国共育成草莓品种108个,其中3个品种遗传背景不详,因此仅对剩余105个亲本来源清楚的品种进行统计分析。105个草莓品种涉及直接亲本85个、原始亲本68个。‘红颜’和‘甜查理’作为原始亲本,使用频数最高,分别衍生出17个和15个品种,遗传贡献值分别为8.1%和7.7%。【结论】杂交选育是我国草莓育种的主要途径,利用欧美品种与日韩品种杂交育成品种的比例占58.9%。我国草莓育种中衍生品种数较多的亲本为‘红颜’和‘甜查理’,早熟、品质优、抗病是我国草莓领域主要的育种方向。
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