科研产出
基于点云数据的植物叶片三维重建
《中国农业科技导报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：叶片是植物最重要的器官之一,为构建植物叶片的高精度几何模型,提出了一种基于三维点云数据的植物叶片几何建模方法。针对植物叶片形态特征,选定最适三维扫描仪进行叶片点云数据获取,通过点云的配准、简化及去噪等操作得到高质量叶片点云数据,在此基础上进行叶片网格生成与网格优化,最终得到高精度植物叶片网格模型。利用该方法分别对黄瓜、玉米和两个品种的葡萄叶片进行几何建模,结果表明,所构建的叶片模型能够较好地保持叶片形态特征,且较以前的方法在精确度和真实感方面有了较大的提高。该研究对于推动数字植物几何建模及进一步基于几何模型的可视化计算具有重要意义。
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中国应抓住气候变化的战略机遇期
《中国生态农业学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：气候变化是世界关注的热点问题,中国是世界人口和农业大国,如何科学应对气候变化,趋利避害,把握重要机遇期,是关系中国复兴的重大课题。本文从地质时期气候变化、历史时期气候变化和近代气候变化3个方面,分析说明了气候变化取决于自然和人类活动状况,气候变化有冷暖交替周期,目前处于第四纪冰期的小暖期,进一步提出了要从太阳系、大气圈、岩石圈、水圈和生物圈不同层次的相互影响,来研究气候变化的思路。根据中国经济社会和农业发展与气候变化历史过程对比分析,中国粮食连续九连增,特别是东北粮食基地生产能力的快速提高,明显受益于气候变暖。提出了中国应抓住气候变化中的战略机遇期。目前我国粮食供需总体上仍处于紧平衡状态,"靠天吃饭"还没有根本改变,我国粮食呈北粮南运,北方又是干旱缺水和受气候变化影响敏感的地区,建议国家有关部门立项开展我国北方气候变化与水资源安全和粮食安全研究,以为保障我国粮食安全提供理论依据和技术支撑。
关键词： 气候变化 战略 机遇期 水资源安全 粮食安全 中国
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典型农区村域土地承包经营权流转调查研究——以河南省西万村为例
《干旱区资源与环境 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：加快推进土地承包经营权流转是解决"三农"与"三化"问题的有效途径。沿袭经济地理学微观研究视角、典型地域研究选择等方法,通过问卷调查对农区土地承包经营权流转的典型村域-河南省沁阳市西万村进行实证研究。研究表明:典型农区条件具备的村域土地流转是可行和必要的,但需要同时满足前置条件、基础条件、制度条件和支撑条件;村集体依托农业龙头企业开展土地流转达到了双赢的局面,生产力得到显著提高、生产关系明显改善,流转后流出方人均耕地增加43%、亩均产量增加15%、人均纯收入增长71.4%,而流入方通过合理的土地整理和空间布局,机械化耕作和规模化种植水平得到大幅提升。现实流转收益与农民预期收益还存在一定差距,文化素质偏低以及社会保障机制不完善是制约西万村土地流转的瓶颈问题。
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气候模式中关键陆面植被参量遥感估算的研究进展
《地球科学进展 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：卫星遥感资料对于改善气候模式的强迫场,改进相关物理参数,提高数值模式模拟的准确性具有重要作用。目前,全球已经积累了多年的卫星遥感资料,并且已有多种陆面参量遥感产品。然而,卫星遥感资料在气候模式中的应用还非常有限。充分利用卫星遥感资料,对于提高气候模式模拟能力具有重要作用。选择植被覆盖度(Fractional Vegetation Cover,FVC)、叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)和地表反照率(Albedo)3个关键陆面参量的遥感估算方法进行评述,并分析了陆面参量真实性检验的尺度转换问题,还以WRF(Weather Research and Forecasting model)为例,阐述了遥感估算的陆面参量应用于模式的表达方式。最后讨论了关键陆面参量遥感估算的不确定性和遥感参量应用于气候模式的尺度匹配等亟待解决的问题,并对这些问题的未来改进方向进行了展望。
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不同株型小麦的双向反射分布函数特征研究
《农业工程学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了获得高精度的农作物生理生化参数的遥感反演结果和冠层结构信息提取,由多年地面观测的多角度数据结合半经验的二向性反射分布函数(bidirectional reflectance distribution function,BRDF)核驱动模型,利用红光(680 nm)和近红外波段(860 nm)的6个BRDF形状指示因子,分析了紧凑型小麦J411和披散型小麦Z9507的BRDF特征。研究表明:主平面上2种株型小麦的方向性反射率表现不同,拔节期披散型小麦的二向NDVI(normalized difference vegetation index)大于紧凑型小麦;红光波段紧凑型小麦J411的几何光学核系数大于披散型小麦Z9507,紧凑型小麦几何光学效应更强;近红外波段披散型小麦体散射核系数大于紧凑型小麦,披散型小麦体散射效应更强。由此表明多角度观测数据更适于分析小麦冠层结构信息。该研究为多角度遥感在精准农业领域的应用提供参考。
关键词： 遥感 光谱分析 反演 二向性反射分布函数 小麦株型
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我国农用地整治潜力评价的研究进展及展望
《水土保持研究 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：农用地整治是提升我国农用地综合生产能力、确保粮食安全的重要手段,运用文献分析法分析了我国农用地整治潜力评价研究进展。研究表明,未来农用地整治潜力评价应加强4个方面的研究:(1)应加强小尺度农用地整治类型分区和限制因素改造目标评价方法研究,为整治质量潜力评价提供基础;(2)应开展农用地整治对农用地利用水平提升潜力测度评价方法研究,为农用地整治质量潜力全面评价提供理论依据;(3)应建立不同情境下的农用地整治潜力评价指标体系,并发展整治潜力聚类分区方法,以便清晰表述各分区的整治功能目标和整治方向;(4)亟需研发基于GIS的农用地整治潜力评价信息系统。研究结果和结论对促进我国农用地整治规划方法研究具有重要的科学意义。
关键词： 综述 农用地整治 潜力评价 自然质量潜力 利用水平提升潜力
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北方农牧交错带草木犀属外来植物沿公路分布和扩展的影响因素探讨
《草地学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：公路的建设给原有的生态系统带来人为于扰和影响,公路建筑材料的运输给外来植物的引入带来风险,公路修建以及环境因子则影响外来物种的建植和扩繁。选择北方农牧交错带典型的柏油公路,对草木犀属(Melilotus)外来植物沿公路的入侵状况进行样带调查,以探讨外来植物沿公路分布和扩散的影响因素。结果表明:公路两侧的土地利用方式是影响草木犀属植物分布的主要因素,路旁有农田的地段中,草木犀属植物的分布密度要显著大于有草地的地段(P<0.05)。距离则是影响草木犀属植物分布密度的重要因素,随着从路基到路旁生境距离的增加,草木犀属的分布密度呈显著下降趋势(P<0.05)。此外,公路的走向也影响草木犀属植物的分布,草木犀属在下风向的分布密度显著大于上风向的分布密度(P<0.05);公路两旁高大树木的遮阴同样影响草木犀属植物沿公路的分布,遮阴环境影响草木犀属一年生植物的密度(P<0.05),但对于二年生植株没有显著影响。
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连续三年冬小麦精准施肥的效益分析
《四川农业大学学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：【目的】评价精准施肥的效益,为探索适合本地生产条件的精准变量施肥模型提供理论依据。【方法】本研究于2003-2006年连续进行了3年,均设20个精准施肥处理小区,同时设20个均一施肥处理的对照区,利用2003-2004年所得数据建立精准施肥模型,2004-2006两年根据该模型进行精准变量施肥,收获后对所有小区进行测产,同时对每个小区0~0.6m的土样进行硝态氮含量的测定,利用地统计学软件(ArcGIS 10.0)对经济效益及硝态氮含量进行了空间差值分析。【结果】效益最高的小区都出现在精准施肥区,经济效益最低的小区均出现在对照区,硝态氮的空间差值则表明,土壤中硝态氮残留最低的小区均出现在精准施肥区,而残留量最高的小区都出现在对照区。【结论】通过3年的试验,证明了利用SPAD值进行的精准施肥具有稳定性和可靠性。
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温室环境专用低功耗无线CO_2传感器与校对方法研究
《新疆农业科学 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究温室大棚中增施CO2气肥,探索不同作物、季节、温室结构与种植面积对增施浓度的要求,经济、合理增施CO2气肥,对温室内CO2浓度进行在线测量提出适合设施现场校对方法。【方法】在研究CO2感测技术及设施应用需求的基础上,采用英国GSS公司CO2传感器与DigiMesh无线模块,优化网络协议构建低功耗Mesh网络,通过新材料应用、封装设计、提高该传感器精度的环境适应性,试验分析环境快速/长期校对法、零点校对法、参考点校对法。【结果】开发CO2传感器精度小于±20 mg/kg,一致性小于±30 mg/kg,采样响应时间小于6 min,网络寿命长,一致性高,稳定周期和校对周期长,可远程校对。【结论】该传感器能够改变当前CO2检测装置在温室生产中难以批量推广的现状,实现CO2气肥增施的精确调控及科研准确性。
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基于NIR-Red光谱特征空间的作物水分指数
《光谱学与光谱分析 》 2014 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：水分含量是表征作物水分胁迫生理状况的重要指标,及时有效地监测作物水分含量对于评估作物水分亏缺平衡,指导农业生产灌溉具有重要意义。基于NIR-Red二维光谱特征空间,尝试构建一种新的作物水分监测指数PWI来估算作物水分含量。以冬小麦作物植被水分含量估算为尝试对象。首先,利用地面实测小麦冠层高光谱数据,结合对应卫星光谱响应函数,模拟当前常用卫星HJ-CCD和ZY-3多光谱数据;然后,对基于NIR-Red二维光谱特征空间的现有植被指数PDI(垂直干旱指数)和PVI(垂直植被指数)进行改进,通过比值变换的方法构建新的指数PWI来估算冬小麦植株含水量(VWC)。结果显示:基于模拟的HJ-CCD和ZY-3卫星宽波段多光谱数据生成的PWI估算小麦VWC具有良好的效果,R2分别达到0.684和0.683,均达到了极显著水平。利用检验样本得到冬小麦VWC估算的R2和RMSE分别为0.764和0.764,3.837%和3.840%,这表明应用提出的新指数PWI估测作物含水量具有一定可行性。同时,也为当前利用主要国产卫星遥感数据HJ-CCD和ZY-3开展作物水分遥感监测应用提供了一种新方法。
关键词： NIR-Red光谱特征空间 光谱响应函数 植株含水量 冬小麦 PWI
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