科研产出
基于机器视觉的作物多姿态害虫特征提取与分类方法
《农业工程学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：由于野外诱捕害虫的姿态存在多样性和不确定性,使得利用机器视觉进行害虫的自动识别与计数仍然是一个难题。该文提出一种基于颜色和纹理等与形态无关的特征相结合和利用多类支持向量机分类器的多姿态害虫分类方法。通过对目标害虫图像进行不同颜色空间特征、基于统计方法的纹理特征和基于小波的纹理特征的提取,构建了6组不同组合的特征向量。将10阶交叉验证的识别率作为适应度函数值,利用遗传算法对各组特征向量进行降维筛选。最后利用基于有向无环图多类支持向量机分类器对多姿态害虫进行识别和特征组选择。结果表明,遗传算法最多可以使特征向量维数降到原来的38.89%,基于HSV三通道颜色图像的小波纹理特征组在建模时间和平均准确率方面都表现最优,可以作为一种有效的多姿态害虫分类特征选择。
关键词： 机器视觉 图像处理 特征提取 害虫分类 多类支持向量机
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高光谱成像技术在果蔬品质与安全无损检测中的原理及应用
《光谱学与光谱分析 》 2014 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：水果和蔬菜的品质与安全是消费者最为关心的问题。传统的化学检测方法是一种费时费力的破坏性检测技术。随着成像和光谱技术的快速发展,高光谱成像技术已经广泛应用于农产品品质与安全的快速无损检测中。高光谱成像技术融合了传统的成像和光谱技术的优点,可以同时获取被检测物体的空间信息和光谱信息,因此该技术既可以像检测物体的外部品质,又可以像光谱技术一样检测物体的内部品质和品质安全。目前,已经有大量的基于高光谱成像技术检测水果和蔬菜品质与安全的研究性论文发表,为了深入了解高光谱成像技术的检测原理并跟踪国内外最新的研究进展,综述了高光谱成像技术在水果和蔬菜外部品质、内部品质和品质安全检测中的原理、发展和应用。另外,还简要介绍和讨论了高光谱成像系统的构成、常用的数据分析方法、发展趋势及面临的挑战。
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高标准基本农田建设评价模型的构建及建设时序的确定
《农业工程学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：高标准基本农田建设时序既要考虑建设的可行性,也要考虑建成后的稳定性。该文以黑龙江省富锦市为研究区,分别从自然质量条件、工程建设条件、经济社会条件和区位条件、生态条件、建设用地扩张动力等方面构建建设可行性和空间稳定性评价模型,运用理想解逼近法测算各评价单元的建设可行性和空间稳定性,最后用四象限法确定高标准基本农田建设时序。结果表明:富锦市高标准基本农田建设高度可行区域面积为13.18万hm2,中度可行区域面积22.72万hm2,低度可行区域面积22.18万hm2;高度稳定区域面积为7.58万hm2,中度稳定面积为27.73万hm2,低度稳定区域面积为22.77万hm2。基于空间稳定性优先的目标导向,分别确定国营农场辖区和地方政府辖区的建设时序。其中,国营农场辖区优先建设区域面积为6.75万hm2,主要分布在七星农场、创业农场、红卫农场、前进农场和青龙山农场;地方政府辖区优先建设区域面积为4.41万hm2,主要分布在二龙山镇、锦山镇、头林镇和宏胜镇。该研究结果可为高标准基本农田建设规划编制提供科学依据。
关键词： 土地利用 稳定性 区划 高标准基本农田 建设可行性 建设时序 富锦市
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基于MODISNDVI多年时序数据的农作物种植识别
《农业工程学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了获取陕西省农作物种植模式和类型分布信息,实现对于多年农作物长势分析及精确的估产和耕地生产力的估算,该文以2003-2012年的MOD09Q1时间序列遥感数据集为数据源,以陕西省主要农作物冬小麦、夏玉米、春玉米、水稻和油菜为研究对象,利用Savitzky-Golay滤波方法重建NDVI长时间序列数据集,充分利用农作物的物候信息,构建农作物年际间动态阈值方法,实现了农作物种植模式和类型的识别。通过对混合像元进行分解,更精确地提取农作物种植面积信息。利用空间和定量2种方式对农作物类型识别结果进行分析验证,空间对比分析得到分类的总体精度和Kappa系数为88.18%和59.64%,定量对比分析得到分类的总体一致性为87.56%。研究结果表明,结合物候信息与时间序列数据利用该文的分类方法可以有效的识别大尺度农作物信息。
关键词： 遥感 农作物 识别 MODIS NDVI 种植模式 种植类型 陕西省
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基于热点效应的不同株型小麦LAI反演
《光谱学与光谱分析 》 2014 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：针对小麦株型对LAI反演精度的制约,利用地面实测的多角度数据,提出采用热点指数反演高精度的不同株型小麦LAI。通过分析京411紧凑型和中优9507披散型两种株型小麦在红光(670nm)和近红外波段(800和860nm)的二向反射光谱特征,借鉴热暗点指数HDS和归一化热暗点信息指数NDHD,构建了改进的归一化热暗点指数MNDHD和热暗点比值指数HDRI两个新热点指数。将HDS,NDHD,MNDHD和HDRI与NDVI,SR和EVI相乘得到的热点组合指数用于不同株型小麦LAI的反演。分析得出对紧凑型小麦京411,由860nm近红外波段的NDVI与MNDHD和HDRI的组合指数反演的LAI精度分别为0.9431和0.909 2;对披散型小麦中优9507,由800nm近红外波段的SR与HDRI和MNDHD的组合指数获得的LAI反演精度分别为0.964 8和0.895 6。表明基于冠层的热点效应反演不同株型小麦LAI的方法可行,多角度遥感数据在作物结构参数提取方面比常规观测数据更具优势。
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基于负水头供液决策的温室作物自动灌溉施肥方法
《农业机械学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对温室作物基质栽培过程中营养液供给不易精量控制、水肥利用率低等问题,设计了基于负水头供液的决策方法和系统,采用温室基质栽培番茄负水头耗液量作为精量决策指标,通过自动化滴灌系统对同期内番茄常规基质栽培行进行3~4 h的错时灌溉,以定时定量供液方法的番茄栽培行为对照,研究了系统的运行状况、番茄产量和水肥利用率等问题。结果表明,基于负水头供液决策的自动灌溉系统比定时定量供液系统的单株产量提高了6.70%,水、肥量均节省28.13%。通过试验得出该系统运行良好,可根据番茄日需水规律适量、及时、精准地供给营养液。
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基于多角度成像数据的新型植被指数构建与叶绿素含量估算
《光谱学与光谱分析 》 2014 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：叶绿素含量的快速估算对于及时了解作物的长势、病虫害监测以及产量的评估都具有重要意义。利用自主研发的多角度成像观测系统获取了不同生育期玉米的高光谱影像,精确地提取出主平面内各个观测角度下玉米冠层的反射率。通过对ACRM模型模拟值和实测值的分析,计算出玉米冠层红波段下的热点-暗点指数(HDS),并利用该指数对TCARI进行改进,提出一个基于多角度观测的新型植被指数HDTCARI,最后使用多角度高光谱成像数据对其进行了地面验证。结果表明,HD-TCARI能够减小LAI对叶绿素估算的影响,当叶绿素浓度大于30μg·cm-2,HD-TCARI与LAI的相关性R2仅为26.88%~28.72%;当叶绿素浓度较高时,HD-TCARI具有抗"饱和"的特性在LAI在1~6之间变化时,HD-TCARI与叶绿素浓度的线性关系R2较TCARI提高了约9%左右。利用多角度高光谱成像数据对HD-TCARI进行地面验证,其与叶绿素浓度的线性关系(R2=66.74%)明显优于TCARI所建立的估算模型(R2=39.92%),证明了HD-TCARI指数具有更好地估算叶绿素浓度的潜力。
关键词： 多角度成像 热点-暗点 植被指数 ACRM模型 叶绿素含量
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液态样本近红外光谱测量中的光程变化误差消减方法研究
《光谱学与光谱分析 》 2014 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：以蔗糖溶液为研究对象,利用近红外光谱分别测量4,5和6mm光程下不同浓度蔗糖溶液的透反射光谱,研究采用矢量归一化、基线偏移校正、多元散射校正、标准正态变量变换、一阶导数5种预处理方法消除光程差异的影响,并结合PLS方法建立校正集模型。与原始光谱的PLS模型相比,五种预处理方法均对模型的预测精度有不同程度的提高,其中,多元散射校正结合PLS方法建立的模型最优,使原始光谱的主成分数PC由6下降为3,决定系数R2由0.891 278提高到0.987 535,交互验证决定系数R2CV由0.888 374提高到0.983 343,校正标准偏差RMSEC由1.704%下降到0.89%,交互验证的校正标准偏差RMSECV由1.827%下降到1.05%,预测集样本的相关系数由0.950 89上升到0.976 22,预测标准偏差由0.014 36下降为0.01。结果表明,五种预处理方法中,多元散射校正法能够消除光程差异的干扰,提高模型的预测精度,改善稳定性。
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基于震后高分辨率卫星遥感影像的建筑物瓦砾快速提取方法
《应用基础与工程科学学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：利用震后高分辨率卫星遥感影像提取建筑物损毁空间分布和破坏程度信息,对于地震灾情评估具有重要作用.本文以2010年海地地震巨灾为例,选用震后高分辨率卫星遥感影像Geoeye-1为数据源,在分析建筑物瓦砾可分离性的基础之上,利用监督分类方法提取损毁建筑物的瓦砾.结果表明,在震后高分辨率卫星遥感影像中,瓦砾是建筑物损毁的明显震害标志;瓦砾的生产者精度为87.23%,大于总体分类精度63.14%;瓦砾的Kappa系数为0.62,高于总体Kappa系数0.54.研究表明,基于瓦砾纹理特征的遥感信息提取方法能够从震后复杂的城市地物类型中识别出大部分瓦砾,该方法得到的结果可以应用于地震灾情应急评估,辅助应急救援等.
关键词： 高分辨率卫星遥感 建筑物损毁 瓦砾 地统计学纹理 海地地震
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