科研产出
应用波段深度分析和偏最小二乘回归的冬小麦生物量高光谱估算
《光谱学与光谱分析 》 2013 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：当作物生物量较大时,现有植被指数由于受饱和问题限制,不能较好的估算作物生物量。针对此问题,尝试将波段深度分析与偏最小二乘回归(partial least square regression,PLSR)结合,提高对大田冬小麦生物量的估算精度,并将两者结合建立的模型与应用代表性植被指数建立的模型进行生物量估算精度比较。波段深度分析主要对冬小麦冠层光谱550～750nm范围进行,采用波段深度、波段深度比(band depth ratio,BDR)、归一化波段深度指数和归一化面积波段深度对波段深度信息进行表征。在建立的模型中,波段深度分析和PLSR结合的估算精度比应用植被指数模型的精度高,其中BDR与PLSR结合的估算精度最高(R2=0.792,RMSE=0.164kg.m-2)。研究结果表明波段深度分析与PLSR结合能较好的克服生物量较大时存在的饱和问题,提高冬小麦生物量的估算精度。
关键词： 高光谱遥感 冬小麦 生物量 波段深度分析 偏最小二乘回归
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基于新型植被指数对冬小麦蛋白质含量的估算研究
《光谱学与光谱分析 》 2013 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：小麦蛋白质含量是衡量小麦价格的一项重要指标。本文使用三年冬小麦蛋白质含量和光谱指数数据,用2008/2009和2009/2010年数据构建新的比率指数和乘积指数,并将灰色关联算法-偏最小二乘法(GRA-PLS)进行整合,尝试提高对冬小麦蛋白质含量估算的精度,用2011年/2012年数据进行验证。研究结果表明:比率指数与冬小麦蛋白质含量的相关系数要优于单一指数,单一指数和比率指数最高相关系数(r)分别为0.726和0.751,乘积指数也可改善部分单一指数的相关系数。通过GRA-PLS方法可以提高对冬小麦蛋白质含量的估算精度,单一指数、比率指数和乘积指数的决定系数(R2)分别为0.537,0.631和0.521,对应的均方根误差(RMSE)分别为0.665%,0.564%和0.574%。结果说明用新构建的比率指数和乘积指数,并使用GRA-PLS方法对冬小麦蛋白质含量估算是可行的。
关键词： 新型植被指数 蛋白质含量 灰色关联算法 偏最小二乘法
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基于Web Service和科学工作流技术的碳通量数据处理系统实现研究
《科研信息化技术与应用 》 2013
摘要：涡度相关技术获取的碳通量观测数据,数据量较大,处理过程复杂。碳通量数据处理工作存在过程繁琐,处理过程费时,开发软件推广困难,处理算法的更新、重组和共享不易实现的问题。Web Service和科学工作流技术的发展为科学家整合数据资源和数据方法,实现算法资源的共享和重用、自动化计算提供了一个较好的平台。本文基于中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)通量数据处理系统,通过集成目前主流的碳通量数据处理方法,利用Web Service构建通量数据处理算法库,以Taverna科学工作流系统为平台,构建了碳通量数据处理系统架构。以ChinaFLUX长白山森林生态系统2003年30min碳通量观测资料为实验数据,测试了该系统实际应用的可行性和有效性。结果显示基于Web Service和科学工作流技术的碳通量数据处理系统可实现碳通量数据处理方法的共享和重用及通量数据的自动化计算;可为解决目前碳通量计算过程繁琐、开发平台不一致、处理过程复杂的问题提供参考。
关键词： Web Service 科学工作流 Taverna 碳通量 中国陆地生态系统通量观测研究网络
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基于高光谱成像的苹果轻微损伤检测有效波长选取
《农业工程学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了确定可用于苹果早期轻微损伤检测的有效波长,以具有代表性的阿克苏苹果为研究对象,采用高光谱成像技术和分段主成分分析方法对损伤发生仅为半小时之内的苹果进行损伤检测研究,对比分析不同光谱区域主成分分析对识别结果的影响,优选出识别光谱区域(780～1000nm)。基于此光谱区域结合主成分图像权重系数获取2个有效波长(820和970nm),并利用这2个波长和全局阈值理论开发了多光谱轻微损伤提取算法。利用独立测试集中25个正常苹果和25个损伤苹果对算法的性能进行评估,结果表明,正常果的识别率为100%,损伤果的识别率为96%,整体检测精度为98%。该研究所获得的有效波长可为开发基于多光谱成像技术的苹果损伤检测系统提供参考。
关键词： 损伤检测 图像处理 主成分分析 高光谱成像 有效波长 苹果
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大白菜CMS96细胞质不育系和保持系的RNA编辑研究
《华北农学报 》 2013 北大核心 CSCD
摘要：RNA编辑具有重要的生物学意义,可导致基因功能缺陷或丧失,是造成不育的原因之一。以大白菜CMS96不育系和保持系为材料,研究了线粒体atp6和coxⅠ基因的RNA编辑现象。结果表明,在CMS96不育系中,atp6基因转录本保守区域内有14个位点发生了编辑,导致atp6基因的大多数氨基酸由疏水性变为亲水性,使线粒体atp6蛋白质的亲水性增强。不育系atp6基因中的第5位T→A和第11位G→U的编辑导致2个新的终止子密码子TAG和UGA的发生,产生了2个新的ORF;coxⅠ基因转录本保守区域内编辑位点有17个,导致coxⅠ基因的大多数氨基酸由亲水性变为疏水性,使线粒体coxⅠ蛋白质的疏水性增强。在CMS96不育系中,线粒体atp6和coxⅠ基因RNA编辑位点大多数发生于密码子的第1和第2位点,改变了氨基酸种类,少数发生于密码子的第3位点,没有改变氨基酸的种类,这与众多学者的结论一致。碱基的编辑方式除了C→U外,还出现了A→G、G→A、T→G、G→U、T→C、T→A和C→A这7种新的编辑方式。大白菜保持系的RNA编辑位点均比CMS96不育系的编辑位点少。
关键词： 大白菜 CMS96细胞质不育 保持系 RNA编辑
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灌浆期弱光逆境对小麦生长和产量影响的模拟模型
《中国农业科学 》 2013 北大核心 CSCD
摘要：【目的】定量研究灌浆期弱光逆境对弱筋小麦生长和产量的影响,为应对全球气候变化造成的弱光天气事件对小麦生产的不利影响提供决策依据。【方法】以弱筋小麦品种扬麦15号、扬麦13号和宁麦9号为试材,通过设定灌浆期4个光照强度(光照强度分别为自然光强的100%、50%、34%和16%)和4个弱光持续时间(2 d、4 d、6 d和8 d)的遮阴处理试验,模拟连阴雨天气导致的弱光逆境对小麦生长和产量的影响。在定量分析试验数据的基础上,确定弱光逆境对小麦叶片光合作用、叶面积指数和经济系数的影响因子的计算方法。将上述影响因子计算公式与SUCROS模型结合,建立灌浆期弱光逆境影响小麦生长和产量的模拟模型,并使用独立试验资料对模型进行检验。【结果】小麦灌浆期日总光合有效辐射低于3.71 MJ.m-2且持续2 d以上对叶片净光合速率产生显著影响;日总光合有效辐射低于3.71 MJ.m-2且持续4 d以上对叶面积指数、干物质生产和产量产生显著影响。用独立试验资料对模型检验的结果表明,模型对叶片净光合速率、叶面积指数、总干重和产量的模拟值与实测值基于1﹕1线的决定系数(R2)分别为0.78、0.88、0.96、0.96,相对均方根差(rRMSE)分别为5.69%、12.46%、3.32%、5.24%。【结论】本研究建立的模型可以较好地模拟不同强度和持续时间的弱光逆境对小麦灌浆期生长和产量的影响,从而为评估全球气候变化背景下弱光天气事件对小麦生产的不利影响提供了模型工具。
关键词： 小麦 弱光逆境 光合作用 叶面积指数 干物质生产与分配 产量
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结合HJ1A/B卫星数据和生态因子的籽粒品质监测
《红外与激光工程 》 2013 北大核心 CSCD
摘要：该研究引入温度、降水、太阳辐射和土壤肥力等影响小麦籽粒蛋白质含量的重要生态因子,结合遥感数据进行小麦籽粒蛋白质含量监测。以北京郊区的小麦种植区为实验区,获取多时相的HJ1A/B卫星数据,多个气象站点全生育期气象数据和土壤养分数据,以及收获时小麦籽粒蛋白质含量。分别构建了遥感光谱蛋白质含量模型、生态因子籽粒蛋白质含量模型、光谱生态因子蛋白质含量模型。结果表明:北京地区冬小麦以5月11日(开花期左右)NDVIgreen值与籽粒蛋白质含量相关性最好,达到极显著水平,因此该时期为冬小麦籽粒蛋白质含量遥感监测的最佳时相,并将利用该时期的NDVIgreen参与光谱蛋白质含量模型、光谱生态因子蛋白质含量模型的构建。对光谱蛋白质含量模型、生态因子籽粒蛋白质含量模型、光谱生态因子蛋白质含量模型进行F检验,表明各模型均达到极显著水平,3种模型的决定系数分别为:0.782,0.635,0.843,相对误差分别为:0.151,0.123,0.049。说明综合利用遥感数据和生态因子的监测结果比单独利用遥感数据或单独利用生态因子的精度高。引入生态因子的小麦籽粒蛋白质含量遥感监测有助于提高监测精度,并增加监测模型的农业机理。
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结球甘蓝AFLP、SSR、SRAP标记高密度遗传图谱构建
《华北农学报 》 2013 北大核心 CSCD
摘要：以不同生态型甘蓝抗枯萎病高代自交系R4-P1和感枯萎病自交系R2-P2组配得到的142个F2单株作为构图群体,利用AFLP、SSR、SRAP这3种分子标记技术对该群体进行遗传连锁分析,构建了一张含有9个连锁群、240个标记位点的高密度甘蓝分子遗传连锁图谱(LOD≥4),其包含162个AFLP标记、52个SSR标记和26个SRAP标记,标记间平均图距3.6 cM,覆盖864.4 cM。该图谱涉及标记种类多,是目前发表的覆盖基因组较全面的结球甘蓝亚种内遗传连锁图谱,可供参考的SSR标记数量多,将为后期甘蓝枯萎病抗性基因的定位及克隆搭建良好平台,同时为结球甘蓝重要农艺性状的QTL定位及分子标记辅助选育新品种奠定基础。
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