科研产出
基于HJ-CCD数据和决策树法的干旱半干旱灌区土地利用分类
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了实现干旱半干旱灌区地表信息低成本、高效率的动态监测,利用HJ-CCD数据的多时相和多光谱信息,探讨了平罗县土地利用遥感分类方法。首先建立研究区内典型地物的NDVI时间序列曲线,提取反映该区物候模式的时序特征参数;然后对土壤信息丰富的3月份多光谱影像进行主成分变换,选取第1主成分(PC1)作为光谱特征参数,最后基于分类回归树(classification and regression tree,CART)算法进行决策树监督分类。总体分类精度达到92.26%,Kappa系数为0.91,比最大似然法分类结果精度提高了2.58%。研究表明:构建的NDVI时间序列曲线对研究区内的地类具有较强的代表性,提取的时间维和光谱维的分类参数对各地类均有很好地区分性,CART决策树算法分类结果清晰准确且精度较高。该方法为HJ小卫星在干旱半干旱区等区域的深入应用提供科学依据和实证基础。
关键词： 土地利用 决策树 分类 HJ-CCD 归一化植被指数(NDVI) 时间序列 干旱半干旱灌区
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基于时间序列图像的玉米植株干旱胁迫表型检测方法
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了快速准确获取植物表型数据,该文提出了一种基于时间序列多图像的玉米植株干旱胁迫表型检测方法。首先,以固定时间间隔获取干旱胁迫条件下玉米植株一天内的图像数据,采用统计学习方法对图像序列进行初始背景分割,非局部均值(non-local mean,NLM)滤波对初始背景分割进一步求精,去除变化光照条件对图像序列分割的影响。在植株器官分割阶段,融合植株形态先验知识,通过逐行扫描和邻域数量判断拆分植株器官像素。最后,提出了叶片角度比值的干旱胁迫表型参数计算方法。结果显示,耐旱植株的叶片角度比值一天内从0.63上升到0.70后再降到0.65,而非耐旱植株的叶片角度比值维持在0.65左右,随时间变化不大。研究结果为阐明玉米植株耐旱表型参数与环境参数的协同变化关系,以及不同基因型玉米植株环境应激反应的细微形态变化提供方法和技术解决方案。
关键词： 图像处理 图像分割 算法 植物表型 干旱胁迫 玉米
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生态系统服务价值驱动因素与空间异质性分析
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：以北京市为例,采用STIRPAT模型和地理加权回归模型分析了区域生态系统服务价值的驱动因素及空间差异。结果显示,人口数量、人均GDP、绿化率、第三产业比重、万元GDP能耗和城市化率都是影响北京市生态系统服务价值的重要驱动因素,其中绿化率是正向影响,其他5个指标对生态系统服务价值有负面影响,其中第三产业比重和城市化率的负面影响最大。加入空间距离和局域空间联系因素,对分区的生态系统服务价值驱动因素进行分析发现,北京市不同区的驱动因素的影响程度不同,各个驱动因素中,城市功能扩展区和城市发展新区的影响要高于生态涵养发展区。通过对驱动因素的定量测算及分区空间异质性分析,提出了北京市不同区域的提高生态系统服务价值的相关措施。
关键词： 生态系统服务价值 STIRPAT模型 驱动因素 空间异质性
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黄淮海地区县域粮食单产的空间溢出效应及影响因素分析
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：该研究运用马尔科夫链和空间马尔科夫链方法探讨了1980-2010年黄淮海地区347个县域粮食单产的溢出效应;并借助空间滞后模型揭示1995和2010年粮食单产分异的影响因素,以期为粮食生产布局优化和粮食生产提升政策制定提供依据。结果表明:1)35 a间黄淮海地区县域粮食单产转移总体呈现渐进、平滑的特征,大规模跨越的几率较低。2)似然比统计量分析表明,在1980-1995年和1995-2010年2个时段,区域背景对县域粮食单产类型转移格局的影响显著,且在1995-2010年更显著。中低产或中高产类型县域的粮食单产类型以平稳转移为主,而高产和低产类型县域在区域背景的作用下逐渐向中产类型转变。3)在空间格局演进方面,平原地带上移概率增加,而市辖区和沿海一带下移趋势明显,江苏、河南和山东3省的县域粮食单产类型趋于稳定。4)空间滞后模型计算结果表明,1995年,上一期粮食单产、农民人均纯收入、有效灌溉面积比率、产业结构对粮食单产的正向促进作用显著,分别通过1%的显著性水平检验;2010年,上一期粮食单产、农民人均纯收入和种植结构分别通过1%、1%、5%水平的显著性检验,而且上一期粮食单产和农民人均纯收均对粮食单产的正面推动作用显著。
关键词： 粮食 模型 优化 单产 空间溢出效应 空间马尔科夫链 空间滞后模型 黄淮海地区
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基于批次关联的鲜切蔬菜采购成本-召回规模联合优化
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：鲜切蔬菜从采购、加工到包装存在批次混合,批次混合程度和采购成本相互制约,因此提出一种建立原材料与订单产品批次关联的采购-召回方案。根据鲜切加工企业的生产计划和加工流程,满足订单要求和供应商的原材料条件,建立批次混合程度和采购成本为目标函数的混合整形线性规划(Mixed-integer linear programing,MILP)模型。使用LINGO对模型逐步求解,结果显示,随着批次混合程度的增加原材料的采购成本逐渐降低,当批次混合程度为10时,采购成本最低为2 840.33元,平均召回数量177.50 kg,适用于中小型鲜切加工企业。
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基于多季相光谱混合分解和决策树的干旱区土地利用分类
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：该文利用2015年Landsat 8多季相数据,以民勤县为例探讨了干旱区土地覆被/利用分类方法。首先进行了研究区多季相遥感数据的主成分变换,确定了Landsat OLI光谱空间的内在维数。其次通过对各季相主成分空间的分析,确定了光谱混合分解的端元类型及各自的代表性季相。获取端元光谱之后,采用全约束线性光谱混合模型分解各个季相的遥感影像,估计各端元组分占像元的面积百分比(端元丰度值)。最后利用端元丰度值的多季相估计结果,依据先验知识和训练样本建立决策树分类规则进行土地覆被/利用分类。分类方法的总体精度达到90.94%,Kappa系数为0.90。研究表明:将物理意义明确的端元丰度值作为分类变量,能够快速、有效地获取分类规则,生成树的结构简单、合理、清晰,对训练数据的依赖性较低,因此具有应用于整个旱地系统土地覆被/利用分类的潜力。
关键词： 土地利用 决策树 分类 土地覆被 光谱混合分解 多季相遥感数据 Landsat OLI
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基于偏振光谱的叶片尺度下玉米与杂草识别研究（英文）
《红外与激光工程 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：自然界中不同种物质拥有不同的偏振特性,这些特征信号能用于检测不同的目标地物。为了探索偏振光谱技术用于精确识别作物和杂草的可行性,此研究利用配置偏振片的成像光谱仪FISS-P在室内采集玉米与5种杂草的偏振光谱影像。通过比较和分析0°、60°、120°和无偏4种状态下玉米与各种杂草的光谱响应规律、光谱特征和决策识别模型精度,结果显示4种偏振状态下玉米和杂草的光谱变化趋势较一致,无偏状态下玉米和杂草的光谱强度最大;不同偏振状态下玉米和杂草的敏感波段既存在共性又表现出一定的差异性;4种偏振状态下玉米杂草识别模型的总体精度和Kappa系数均达到90%以上,其中,0°偏振状态下玉米和杂草识别模型的整体精度最高,接近100%。综上,偏振光谱能够在叶片尺度较好地识别玉米和杂草,这为田间尺度进一步应用提供了扎实的数据积累。
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填闲玉米对京郊设施菜地土壤氮素淋洗影响的模拟分析
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：在北京郊区开展了3 a(2008—2010年)的田间试验,在前茬蔬菜3种施肥处理(CK,不施肥;N1,施N380 kg/hm2;N2,施N 260 kg/hm2)的基础上,在夏季休闲期分别在N1和N2处理上增设了甜玉米种植处理,即N1C和N2C,以探讨填闲作物种植对京郊设施菜地夏季敞棚期氮素淋失的阻控作用。利用田间系统观测数据对土壤-作物系统水氮管理模型WHCNS进行了校验,并对设施菜地夏季休闲期土壤水氮平衡及氮素淋洗进行了模拟分析。结果表明,休闲处理的水分消耗项主要是蒸发和渗漏,而填闲处理的水分消耗项主要是蒸腾和渗漏,各处理水分渗漏量由大到小依次为:CK、N1、N2、N1C、N2C,甜玉米的种植提高了土壤水分的上行通量,减少了近42%的水分渗漏量。休闲处理的水分平衡均值为正,而填闲处理的水分平衡为负,说明甜玉米的种植消耗了土体储存的水分。硝态氮淋洗量由大到小依次为:N1、N2、CK、N1C、N2C,填闲处理的氮素淋洗量范围为1.3~50.9 kg/hm~2,远低于施肥处理的59.2~273.6 kg/hm2,甚至低于不施肥处理的38.6~151.6 kg/hm~2,N1C和N2C处理的氮素淋洗量分别比N1和N2处理降低80%和85%。因此,在夏季选择深根系的甜玉米作为填闲作物,对硝态氮的淋洗有明显的阻控作用,是降低土壤硝态氮淋失风险最直接有效的措施之一。
关键词： 玉米 设施蔬菜 填闲作物 水氮模型 水分渗漏 硝酸盐淋失
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田间光照条件下应用半球图像解析玉米冠层结构参数
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：半球图像法是一种重要的作物冠层结构参数间接获取方法,该文针对半球图像法易受田间变化光照影响,提出一种基于多曝光图像融合映射的变化光照去除方法。首先,在田间条件下获取一组不同曝光值的冠层半球图像序列,然后通过图像亮度和曝光时间的线性方程组计算冠层的光照辐射强度图,而后采用直方图均衡化思想将不同时刻光照辐射强度图向RGB空间映射,映射后半球图像亮度均衡分布,消除光线变化对图像亮度的影响。在冠层参数解析阶段,利用Beer-Lambert定律反演玉米半球图像冠层叶面积指数(leaf area index,LAI)和平均叶倾角(mean leaf angle,MLA)的计算方法。试验结果表明,变化光照条件下半球图像冠层参数解析方法与直接测量法具有较高的相关性,LAI测量相关系数为0.970。该方法扩展了半球图像法的适用范围,为田间环境下冠层参数的自动连续监测提供了解决方案。
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烹调方法对3种叶菜中类黄酮和类胡萝卜素的影响
《中国食品学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：目的:研究不同烹调方法对3种十字花科叶菜中总黄酮和类胡萝卜素的影响。方法:对娃娃菜、芥蓝、芥菜进行不同时间的焯煮、微波、蒸制,检测其中的总黄酮和3种类胡萝卜素含量。结果:总黄酮含量在焯煮后剧烈下降至53.1%,微波处理后升高。β-胡萝卜素蒸后损失可忽略,蒸5 min后叶黄素保存率在84%~97%之间;煮5 min后β-胡萝卜素保存率为78%~100%,叶黄素为84%~87%,而微波处理5 min后β-胡萝卜素保存率为60%~64%,叶黄素为77%~89%。结论:蒸制处理的保存效果最好,而微波处理后虽类胡萝卜素损失较大,但对保存类黄酮成分有益。
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