科研产出
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。
全文链接
请求原文
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
全文链接
请求原文
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。
全文链接
请求原文
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。
全文链接
请求原文
基于穗粒分布图的玉米果穗表型性状参数计算方法
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：玉米果穗表型性状是玉米育种、产量预测的重要参数,提出一种基于穗粒分布图的玉米果穗性状计算方法,全面解析玉米果穗和穗粒的几何、数量和颜色等表型性状。该文利用步进电机驱动果穗转动来获取果穗主要侧面图像,采用果穗畸变校正方法生成标准果穗图像序列,在像素尺度进行果穗轮廓分析,建立图像序列中果穗轮廓映射关系并生成果穗三维模型,在穗粒尺度拼接果穗整个表面的穗粒分布图,计算出果穗和穗粒的各项表型性状。试验结果表明,提出的表型性状计算方法对穗型及穗粒分布规则的玉米果穗具有较高检测精度,其中穗行数、行粒数、总粒数、果穗长和果穗粗的平均计算精度分别为98.231%、94.351%、96.921%、98.956%和98.165%。
全文链接
请求原文
无人机遥感解析田间作物表型信息研究进展
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：田间作物表型信息是揭示作物生长发育规律及其与环境关系的重要依据,传统的田间试验取样和车载高通量平台测定作物性状参数的方法耗时耗力,且空间覆盖不全,限制了作物科学研究的快速发展,而以无人机为代表的近地遥感高通量表型平台凭借机动灵活、成本低、空间覆盖广的优势成为获取田间作物表型信息的重要手段。该文根据国内外无人机遥感平台解析作物表型信息的最新研究成果,针对不同传感器类型分析了无人机遥感解析作物表型信息的应用及其不足,总结了遥感定量反演作物表型信息的方法体系,展望了无人机载遥感技术在作物表型信息解析方面的应用前景。该项研究成果对推广无人机遥感平台获取田间作物表型信息、提高复杂农田环境作物长势信息的解析和辨识能力具有重要意义。
全文链接
请求原文
水墙封闭温室夏季降温特性
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：封闭温室(closed greenhouse)是一种建筑结构全封闭式的透光型温室,能够实现节能减排、室内蒸散水回收利用、维持高水平CO_2浓度以及隔绝气传病菌孢子等。但在夏季,封闭温室内高温环境难以有效控制,或需消耗巨大电能,无法投入生产。为降低夏季封闭温室内环境温度,从低碳节能的角度出发,设计并建造了一栋水墙封闭温室。2015年7月26日至9月10日,对水墙封闭温室夏季降温特性进行试验测试,结果表明:正午前后(10:00-16:00),室内平均气温为29.4~34.3℃,比室外低0.8~6.8℃,降温效果明显;且太阳辐射越强烈、环境温度越高,则水墙封闭温室的降温幅度越大(P<0.01)。白天作物进行光合生产期间(06:00-18:00),封闭温室内气温有94.6%的时间被控制在35℃以内,可有效避免高温胁迫。夜间(18:00-06:00)室内湿度被控制在80%以下,平均湿度为54.7%~73.7%,比室外低7.2%~17.5%,降湿效果明显;且室内外湿度差与室内外温度差呈线性负相关(P<0.01)。白天室内水平方向平均太阳辐射量为31.5~67.4 W/m~2,约为室外的11.9%~17.8%。太阳辐射由室外进入水墙封闭温室内,远红光占比由41.9%降低至9.2%,透过率仅为6.0%,有利于抑制室内高温。在室内太阳光谱中红、蓝光占比最大,分别为23.9%和27.1%,较之室外均有提升;其透过率分别为32.4%和37.5%,远高于紫外光和远红光。可见,水墙封闭温室可以有选择性的透过太阳光谱,抑制室内高温的同时保证充足的光合有效辐射。此外,墙体水温及室内气温分布、日变化均呈现一定规律。综上,水墙封闭温室能在夏季通过自身结构达到理想的降温效果,并获得适宜的湿度、光照等条件,是一种可行的、低碳节能的封闭温室型式,可为封闭温室的应用发展提供参考与技术支持。
区位因素对绿地降低热岛效应的影响
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：城市热岛效应作为一种有害的环境问题,普遍存在于大中型城市中,主要是由城市化发展造成。城市发展既要考虑经济建设,又要注意保护生态环境,因此,应合理规划城市绿地的建设,使其能够平衡经济发展和生态环境的关系,有效的缓解热岛效应。在较大城市中,城市绿地的分布并非完全均质化,而是随着区位的不同而变化。了解绿地区位因素对生态环境的影响,可以优化绿地资源的配置,解决城市化建设与生态保护的矛盾。以北京市海淀区为研究区,以100 m×100 m的格网为评价单元,从绿地需求的角度选取多种评价指标,构建绿地需求度综合指数,并根据结果将研究区划分为高绿地需求区、中绿地需求区和低绿地需求区3个生态区位。对不同生态区位绿地对周边环境降温的效果进行研究,得到了不同生态区位的最佳绿地斑块面积范围分别为高绿地需求区1.4~22 hm~2、中绿地需求区1.6~24 hm~2、低绿地需求区0.24~17 hm~2,其结果可以为绿地的区域优化建设提供一定的参考。
全文链接
请求原文
利用多角度光谱数据探测冬小麦氮素含量垂直分布方法研究
《光谱学与光谱分析 》 2015 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：作物氮素具有随植株高度层垂直分布的特性,快速、无损探测作物氮素垂直分布状况,对于指导合理施肥、提高肥料利用率和减少环境污染具有重要意义。本文提出了利用偏最小二乘(partial least square,PLS)算法,运用多角度光谱数据估计冬小麦氮素含量垂直分布的方法。分别选用前向和后向不同观测角度组合形成的光谱数据组建植被指数,建立不同高度层的叶片氮素含量探测模型,其中选用±50°和±60°的组合,建立了冬小麦上层叶位叶片氮密度反演模型;选用±30°和±40°的组合,建立了中层叶位叶片氮密度反演模型;选用±20°和±30°的组合,建立了下层叶位叶片氮密度反演模型。针对氮素反演容易受到作物背景(土壤、作物残渣)影响的问题,引入R700/R670比值,改进七种常见的植被指数,利用改进了的植被指数建立了冬小麦上层、中层、下层叶片氮密度垂直分布模型。建模实验结果改进了叶片氮密度上层、中层、下层垂直分布估算结果,验证实验选取建模实验中表现最好的三个植被指数进行进一步研究,结果表明改进后的绿光归一化植被指数(green normalized difference vegetation index,GNDVI)在反演上层、中层、下层叶片氮密度时效果最好,达到了极显著的水平,可用于植被氮素含量的垂直分布探测。
关键词： 冬小麦 氮密度 冠层光谱 多角度 垂直分布 偏最小二乘
全文链接
请求原文
基于CASI高光谱数据的作物叶面积指数估算
《光谱学与光谱分析 》 2015 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：叶面积指数(LAI)的快速估算对于及时了解作物长势、病虫害监测以及产量评估具有重要意义。利用2012年7月7日在黑河流域张掖市获取的CASI高光谱数据,精确提取出了不同作物的光谱反射率,同时结合地面实测数据,对比分析了宽波段和"红边"植被指数在估算作物LAI方面的潜力,在此基础上,基于波段组合算法,筛选出作物LAI估算的敏感波段,并构建了两个新型光谱指数NDSI和RSI,最后对研究区域作物LAI的空间分布进行了分析。结果表明,在植被覆盖度较低的情况下,宽波段植被指数NDVI对LAI具有较好的估算效果,模型的精度R2与RMSE分别为0.52,0.45(p<0.01);对于"红边"植被指数,由于CIred edge充分考虑了不同的作物类型,其对LAI的估算精度与NDVI一致;利用波段组合算法构建的光谱指数NDSI(569.00,654.80)和RSI(597.6,654.80)对LAI估算的效果要优于NDVI与CIred edge,其中,NDSI(569.00,654.80)主要利用了植被光谱"绿峰"和"红谷"附近的波段,模型估算的精度R2可达0.77(p<0.000 1);根据LAI与NDSI(569.00,654.80)之间的函数关系,绘制作物LAI的空间分布图,经分析,研究区域的西北部LAI值偏低,需增施肥料。研究结果,可为农业管理部门及时掌握作物长势信息、制定施肥策略提供技术支持。
关键词： CASI高光谱数据 叶面积指数 植被指数 波段组合 空间分布
全文链接
请求原文
