科研产出
基于多源遥感数据的大豆叶面积指数估测精度对比
《应用生态学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：近年来遥感技术的革新促使遥感源越来越丰富.为分析多源遥感数据的叶面积指数(LAI)估测精度,本文以大豆为研究对象,利用比值植被指数(RVI)、归一化植被指数(NDVI)、土壤调整植被指数(SAVI)、差值植被指数(DVI)、三角植被指数(TVI)5种植被指数,结合地面实测LAI构建经验回归模型,比较3类遥感数据(地面高光谱数据、无人机多光谱影像以及高分一号WFV影像)对大豆LAI的估测能力,并从传感器几何位置和光谱响应特性以及像元空间分辨率三方面分析讨论了3类遥感数据的LAI反演差异.结果表明:地面高光谱数据模型和无人机多光谱数据模型都可以准确预测大豆LAI(在α=0.01显著水平下,R~2均>0.69,RMSE均<0.40);地面高光谱RVI对数模型的LAI预测能力优于无人机多光谱NDVI线性模型,但两者差异不大(E_A相差0.3%,R~2相差0.04,RMSE相差0.006);高分一号WFV数据模型对研究区内大豆LAI的预测效果不理想(R~2<0.30,RMSE>0.70).针对星、机、地三类遥感信息源,地面高光谱数据在反演LAI方面较传统多光谱数据有优势但不突出;16 m空间分辨率的高分一号WFV影像无法满足田块尺度作物长势监测的需求;在保证获得高精度大豆LAI预测值和高工作效率的前提条件下,基于无人机遥感的农情信息获取技术不失为一种最佳试验方案.在当今可用遥感信息源越来越多的情况下,农业无人机遥感信息可成为指导田块精细尺度作物管理的重要依据,为精准农业研究提供更科学准确的信息.
关键词： 多源遥感数据 无人机 叶面积指数 植被指数 经验回归模型 反演
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太赫兹技术用于精准农业污染检测探索研究（英文）
《红外与激光工程 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：利用太赫兹光谱技术进行了土壤中重金属铅含量检测研究,太赫兹光谱是一种拥有多种独特性质的新型安全检测技术,前期实验结果证明该研究具有一定可行性。制备了不同浓度的含铅污染土壤样品,研究并确定了压片法制备参数,然后在首都师范大学太赫兹实验室开展了样品测量实验,获取了有效数据。分别采用偏最小二乘和区间偏最小二乘法对太赫兹全谱数据进行了建模和预测,结果表明经优化的预测结果相关系数达到0.81,证实了该方法可行。借助于该检测手段,可以得到农田的重金属铅污染分布图,然后根据污染图进行污染治理和农田土壤有效管理,从而提高农田的生产能力。为精准农业中农田重金属污染快速检测、实现农业可持续发展提供参考。
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采样位置与时间选择对土壤重金属风险评估工作的影响
《食品安全质量检测学报 》 2016
摘要：目的建立一种具有代表性且能够综合、准确反映多种重金属元素在土壤中污染状况的样品采集方法,为土壤重金属风险评估工作的顺利展开提供有力的保障。方法模拟铜、铅2种元素在土壤中的迁移条件,结合试验田铜元素、铅元素的背景值,分别添加Cu(NO3_)_2、Pb(NO_3)_2,使试验田中心污染源铜元素和铅元素的分别达到2.6×103 mg/kg和4.0×10~3 mg/kg。设置3组不同的灌溉量,每组设2个平行试验,分别于d 7、14、31、49进行采样,之后利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)、原子吸收分光光度计检测这2种重金属元素含量,研究铜、铅在土壤中的迁移规律。结果检测结果显示铜、铅2种元素在土壤中的横向迁移速度差异较大。铜元素横向扩散速度较快,在d 49时监测位点的铜元素浓度趋于稳定,接近最大值;而铅元素较慢,监测位点的铅元素浓度基本没有发生变化。结论单一的取样点难以同时满足铜、铅2种重金属元素的风险评估工作需要,建议对这2种重金属元素的取样检测工作应尽量区别开展。
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农业机械导航关键技术发展分析
《农机化研究 》 2016 北大核心
摘要：自动导航技术是农业机械在农业环境中进行自主控制和智能控制的关键技术,对农业生产精细化、规模化、智能化研究有着重要意义。为此,首先介绍了农业自动导航的关键技术,并通过分析国内外文献,阐述了国内外在导航感知系统、导航控制算法和车辆转向控制系统方面的研究现状,最后指出农业机械自动导航技术的发展趋势和展望。
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基于无人机数码影像的冬小麦叶面积指数探测研究
《中国生态农业学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：叶面积指数(LAI)是评价作物长势的重要农学参数之一,利用遥感技术准确估测作物叶面积指数(LAI)对精准农业意义重大。目前,数码相机与无人机系统组成的高性价比遥感监测系统在农业研究中已取得一些成果,但利用无人机数码影像开展作物LAI估测研究还少有尝试。为论证利用无人机数码影像估测冬小麦LAI的可行性,本文以获取到的3个关键生育期(孕穗期、开花期和灌浆期)冬小麦无人机数码影像为数据源,利用数字图像转换原理构建出10种数字图像特征参数,并系统地分析了3个生育期内两个冬小麦品种在4种氮水平下的LAI与数字图像特征参数之间的关联性。结果表明,在LAI随生育期发生变化的同时,10种数字图像特征参数中R/(R+G+B)和本文提出的基于无人机数码影像红、绿、蓝通道DN值以及可见光大气阻抗植被指数(VARI)计算原理构建的数字图像特征参数UAV-based VARIRGB也有规律性变化,说明冬小麦的施氮差异不仅对LAI有影响,也对某些数字图像特征参数有一定影响;在不同条件(品种、氮营养水平以及生育期)下的数字图像特征参数与LAI的相关性分析中,R/(R+G+B)和UAV-based VARIRGB与LAI显著相关。进而,研究评价了R/(R+G+B)和UAV-based VARIRGB构建的LAI估测模型,最终确定UAV-based VARIRGB为估测冬小麦LAI的最佳参数指标。结果表明UAV-based VARIRGB指数模型估测的LAI与实测LAI拟合性较好(R2=0.71,RMSE=0.8,P<0.01)。本研究证明将无人机数码影像应用于冬小麦LAI探测是可行的,这也为高性价比无人机遥感系统的精准农业应用增添了新成果和经验。
关键词： 无人机 遥感 数码影像 冬小麦 叶面积指数 数字图像特征参数
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采样数量和分布模式对土壤有机质空间插值精度的影响
《福建农业学报 》 2016
摘要：基于北京市大兴区南部郊区平原农用地的高密度土壤样点,结合GIS和空间插值方法,对研究区的样点数据进行随机抽样生成不同数量的数据集,探讨采样点数量和分布模式对土壤有机质空间预测插值精度的影响。研究结果表明:(1)利用不同方式确定的合理采样点数量由高到低依次是插值方法的精度要求、变异函数拟合效果、正态分布法和均值及变异函数的满足小于5%相对误差;(2)变异函数拟合效果总体随着采样点数量的增加呈梯度式增强,但495点集优于825点集;相同样点分布模式下变异函数拟合效果相似;(3)相同样点集的不同插值方法预测精度存在差异,最佳插值方法不同;2272、825、115点集BEK都是最优,1485、495和83点集分别是SWT、SK和LPI最优;(4)样点间最近邻距离分布模式中P值小于0.05,插值模型对土壤有机质插值精度低;P>0.05,R比率接近1,样点分布强于样点数量对插值模型对预测精度的影响;其P>0.05且R比率大于1.20,各常规插值方法能得到较稳定的插值精度。
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甘蓝枯萎病抗性基因FOC1序列分析及抗性相关变异位点分析
《华北农学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：旨在发掘甘蓝抗枯萎病基因FOC1中与抗性相关的特异性单核苷酸多态性(SNP),为进一步开发FOC1特异分子标记提供理论依据。在对11份甘蓝自交系材料枯萎病抗病表型鉴定基础上,通过基因测序,对每份材料中FOC1等位基因及相应的氨基酸序列变异进行分析。结果表明,FOC1等位基因序列之间共存在92处SNP变异和2处Indel变异,其中包含C381A/G等18个在抗、感材料中表现出特异性差异的SNPs。此18个特异的SNP中转换型比率为86.11%、颠换型比率为13.89%,4种碱基变异率以T/C、G/A最高,分别占47.22%和38.89%,而C/G和A/C变异率共占13.89%。本研究也发现抗、感材料中存在4个特异的SNP,可造成3个氨基酸的变化。
面向大规模、多区域的可燃气体远程监测预警技术
《北京工业大学学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了实现大规模、多区域的可燃气体的统一监测预警,使用无线传感器网络自组网技术、通用分组无线业务(general packet radio service,GPRS)无线传输技术和服务器数据库设计了可燃气体报警器采集节点、可燃气体报警器汇聚传输节点并完成服务器云管理平台的搭建.温湿度补偿算法提高了可燃气体报警器的采集精度,多级报警策略使可燃气体预警更智能,数据传输加密算法使数据传输更安全.系统可以应用在居民小区环境对可燃气体泄露智能预警.相关管理部门根据服务器云管理平台对预警信息及时处理并长期对监测数据进行统计分析.最后对搭建的远程可燃气体监测预警系统进行应用测试.结果表明:系统丢包率和用户收到预警信息时间间隔都满足可燃气体预警的实际要求.
关键词： 可燃气体监测 无线传感器网络 智能预警 通用分组无线业务(general packet radio service,GPRS)数据传输 服务器云管理平台
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利用低场核磁共振及其成像技术分析水稻浸种过程水分传递
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究水稻种子浸种过程中内部水分流动情况,可视化内部水分传递过程,利用低场核磁共振及其成像技术,监测沈农9816号、七山占及秀子糯3个品种水稻种子48 h浸种过程。每6 h时间间隔利用自旋回波(spin echo,SE)脉冲序列获取样品的质子密度加权像,利用硬脉冲自旋回波(carr-purcell-meiboomgill sequence,CPMG)序列获取样品的横向弛豫时间T2反演谱,从而分析浸种过程对水稻种子内部水分分布的影响。试验结果表明:核磁共振是一种有效的水分检测技术,可以实现浸种过程中种子内部水分的快速、准确、无损的检测。利用水稻种子的质子密度加权像,能够直观检测到种子内部水分分布情况,动态的监测到种子内部水分流动过程,分析发现水分最初是从胚进入种子内部,继而通过种皮的渗透,最后到达胚乳部分。根据T2反演谱信号幅值计算得到的水稻种子吸水率,发现3个品种在相同浸种时间的各个监测点均反映出秀子糯吸水率最高,沈农9816号吸水率最低,试验结果验证了支链淀粉的吸水性优于直链淀粉。研究结果可以为水稻种子浸种过程中水分传递的理论模型构建提供数据支持。
关键词： 水分 核磁共振 种子 质子密度加权像 伪彩图 浸种 水分传递 T2反演谱
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用核磁共振研究浸种方法对水稻种子吸水量的影响（英文）
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为寻求较佳浸种方法,该文应用低场核磁共振检测技术,研究了不同的浸种方式及浸种溶剂对水稻种子吸水量的影响。试验利用横向弛豫时间T2反演谱分析了水稻种子的水分状态变化及吸水特性,发现浸种过程改变了水稻种子内部的水分分布情况,水稻种子吸水量对初始含水率差异不显著(P>0.05),但对各种浸种方法差异显著(P<0.05)。研究表明,采用连续浸种4 h、浸种3 h-晾干1 h-浸种1 h、浸种2 h-晾干1 h-浸种2 h及浸种2 h-晾干2 h-浸种2 h这4种不同的浸种方式时,浸种2 h-晾干1 h-浸种2 h的间歇浸种方式吸水率较高;采用清水、强氯精300倍液、饱和澄清石灰水、质量分数为40%福尔马林的50倍液、100倍液及200倍液6种不同的浸种溶液时,应用质量分数为40%福尔马林50倍液药剂时吸水率较高。低场核磁共振检测技术揭示了水稻种子含水量的影响因素,为浸种过程中吸水量的测定提供了一种有效的方法。
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