科研产出
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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LED组合光谱对水培生菜矿物质吸收的影响
《光谱学与光谱分析 》 2014 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：在植物工厂全密闭环境中水培种植大速生生菜,以光谱比例可调节的LED灯板为植物生长光源,应用电感耦合等离子体原子发射光谱技术(ICP-AES),研究了红蓝LED组合光谱下生菜对K,P,Ca,Mg,Na,Fe,Mn,Zn,Cu,B,Mo等11种营养元素的吸收特性。结果表明:(1)与叶绿素生理吸收波峰(峰值450和660nm)对应的单一或组合光谱均可增强水培生菜根对Na,Fe,Mn,Cu,Mo元素的吸收能力,且单一红光光谱的促进作用最为显著,四种元素含量分别为荧光灯全光谱下的7.8,4.2,5.3,11.0倍;(2)根对K和B元素的吸收量在荧光灯全光谱下达到最大分别为10.309mg·g-1和32.6μg·g-1,而在红、蓝单一或组合光谱下吸收能力降低;(3)单一蓝色光谱下根对Ca和Mg元素的吸收受到抑制,分别比荧光灯对照降低35%,33%;(4)生菜在30%蓝光+70%红光的光谱条件下生物量最高,而在20%蓝光+80%红光条件下对Ca,Mg,Na,Fe,Mn,Zn,B七种元素的累积量达到最大值。试验结果为水培生菜光源光谱选择及营养液配方调节提供了理论依据。
关键词： LED 光谱成分 ICP-AES技术 生菜 矿质元素
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考虑耕地生态质量的基本农田划定方法
《农业工程学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：合理评价耕地质量是基本农田划定与高标准基本农田建设等工作科学开展的重要前提。该文以海南省屯昌县为例,在综合考虑耕地自然质量和区位条件的基础上,选择地形坡度、土壤侵蚀模数、生态系统服务价值、地质灾害率、连片度等表征耕地生态质量的指标,强调耕地生态质量的重要性,构建耕地入选基本农田评价的指标体系,提出基本农田划定综合评价方法。结果显示:依据综合评价方法,屯昌县分值≥70分的耕地划为基本农田,占全县耕地总面积的88.91%,主要分布在屯昌县中南部及北部的台地平原区。通过与仅依据农用地自然质量分划定的基本农田对比分析可知,该文方法划定的基本农田不仅自然本底质量良好、区位便利,而且地势平坦、土壤侵蚀和自然灾害等较少发生,在空间分布表现为向地势平坦区、城镇聚集区集中的趋势,同时平均图斑面积较大且集中连片,有利于规模化、机械化经营。该文方法将耕地的生态质量考虑到基本农田划定中,划定的耕地更符合基本农田的要求,有助于维持耕地数量不减少、质量长期稳定。该研究可以为耕地入选基本农田评价提供科学依据,也为丰富耕地质量评价与基本农田划定研究提供思路借鉴。
关键词： 土地利用 生态 地理信息系统 耕地 质量 基本农田 划定
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基于线性渐变分光微型近红外仪的西湖龙井真伪模型不适应性析因及修正研究
《光谱学与光谱分析 》 2014 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：采用基于线性渐变滤光片分光原理的微型近红外光谱仪对2012年和2013年的西湖龙井和普通扁形茶建立真伪识别模型。分别对不同年份、不同保存期样品的近红外光谱数据进行PCA分解,并根据PCA得分分布的数学特征选取代表性样品,建立PLS-DA模型,从数学原理的角度对模型不适应性的原因加以分析,并对其进行修正,结合外部盲样的验证,有效地增强了模型适应性。研究结果表明,针对西湖龙井和普通扁形茶,采用不同年份样品近红外光谱数据共同建模可有效提高模型对不同年份样品的识别正确率;采用不同保存期样品近红外光谱数据建模结果表明,普通扁形茶在冷冻保存3个月后,理化性质发生了较大的变异,而西湖龙井的理化性质相对较为稳定。从光谱数据主成分特征的数学原理角度对不同年份以及不同保存期模型的适应性进行了研究,建立并验证了适合西湖龙井真伪识别的模型,有效提高了模型的预测准确度。不仅可为近红外光谱应用于农产品质量安全与品质分级方面提供一定的参考,而且对提高农产品近红外分级模型的预测准确度亦具有参考价值。
关键词： 线性渐变滤光片 近红外光谱 地理标志农产品 西湖龙井
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植物叶片萎蔫过程的物理表示方法
《农业机械学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：为定量化描述植物叶片萎蔫的动态过程,提出一种基于物理模型的描述方法。首先基于植物叶片的三维模型构造体素结构用以抽象植物的细胞结构,在此基础上利用质点弹簧模型表示细胞之间的受力关系,然后根据欧拉-拉格朗日方程描述细胞的运动过程,最后采用隐式纽马克积分法对方程求解进而得到细胞的三维位置变化。以萎蔫状态下叶尖在几何空间的变化轨迹作为参考属性进行数据验证,模拟的叶尖运动方向与实测值相差19°,实测的叶尖三维空间位置与模拟结果的距离差值在0.68 cm至3.0 cm之间,数据表明所提算法得到的叶尖变化轨迹与真实叶尖变化轨迹接近;其次,从视觉角度评价,也可逼真地模拟萎蔫状态下叶片三维形态的变化过程。
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能源草沼气发酵应用潜力及应用前景
《应用基础与工程科学学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探索能源草沼气发酵应用前景,利用自行设计的试验装置开展了京郊地区柳枝稷、荻、芦竹的沼气发酵试验,对其应用潜力开展了量化分析.3种能源草的有效沼气发酵过程持续30d,沼气产量集中在前10天内,分别占单位质量原料沼气产量的84.45%、84.81%、85.02%.3种能源草中,柳枝稷沼气发酵启动较快,基本完成沼气发酵过程所需时间较短,为18d;芦竹的单位质量原料沼气产量、单位面积沼气产量、单位面积沼气发电量较高,分别为188.67m3/t、5868.95m3/hm2、9390.33kWh/hm2,柳枝稷次之,荻再次之;荻的大气净化价值较大;每发酵生产1000m3沼气所需种植的柳枝稷、荻、芦竹在1个生长季中可以固定大气CO29135.34kg、12857.14kg、8586.57kg.柳枝稷、荻、芦竹3种能源草可以用作并丰富沼气发酵原料种类.
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特征变量优选在苹果可溶性固形物近红外便携式检测中的应用
《光谱学与光谱分析 》 2014 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：为实现苹果可溶性固形物(SSC)的便携式快速检测,利用环形光纤探头和微型光谱仪搭建便携式苹果可溶性固形物光谱采集系统,结合无信息变量消除(UVE)、遗传算法(GA)、竞争性自适应加权(CARS)算法筛选基于偏最小二乘(PLS)的苹果可溶性固形物的近红外光谱特征波长。另外,采用反向区间最小二乘支持向量机(BiLS-SVM)和GA算法优选基于LS-SVM的特征波长变量,分别建立所选特征波长和全波段的PLS模型和LS-SVM模型。试验结果表明,经过GA-CARS算法从全波段1 512个波长中筛选出的50个特征波长建立的PLS模型效果最好,其预测相关系数和预测均方根误差分别为0.962和0.403°Brix。利用该检测装置结合GA-CARS筛选的特征波长,可有效简化苹果可溶性固形物近红外便携式检测模型并提高模型的预测精度,为进一步构建便携式苹果可溶性固形物检测设备奠定了基础。
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