科研产出
不同光谱成分条件下叶用莴苣矿质元素吸收分析
《光谱学与光谱分析 》 2013 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：以叶用莴苣为试验材料,应用ICP-AES等技术,研究了不同光谱成分及其组合条件下生菜对矿质元素的吸收特性。结果显示:(1)生菜常量、微量矿质元素含量比约为Ca:Mg:K:Na:P=5.5:2.5:2.3:1.5:1.0,Fe:Mn:Zn:Cu:B=25.9:5.9:2.8:1.1:1.0,且LED及荧光灯处理下的生菜各元素含量均高于自然光,差异显著;(2)生菜在红蓝组合LED光R/B=1:2.75处理下对K,P,Ca,Mg,B元素的吸收量及累积量均达最大,LED及荧光灯红光均可显著促进生菜对Fe和Cu元素的吸收;(3)矿质元素含量较高及干物质积累量较高的处理均为LED灯R/B=1:2.75和B/W=1:1。
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基于相似性分析及线性光谱混合模型的双季稻面积估算
《农业工程学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了解决大范围水稻种植信息提取时的混合像元问题,以便能够准确及时地获取水稻信息、指导水稻生产、保证粮食安全,该文提出了一种基于相似性分析和线性光谱混合模型复合的水稻提取业务化方法。以江西省为研究区,利用2010年4月15日至2010年10月31日的MODIS合成地表反射率数据(MODIS09A1),计算出时间序列MODIS-EVI指数,运用Savizky-Golay滤波方法对其进行平滑处理减少云等噪声的影响。根据双季稻的生长规律,结合野外调查和HJ-1ACCD2影像,确定双季稻样点,提取出标准双季稻EVI生长变化曲线,构建图像像元相似性指数,然后采用线性光谱混合像元分解模型对疑似双季稻像元进行混合像元分解,获得江西省双季稻种植面积信息的分布情况。结果显示,运用该方法提取的江西省双季稻种植分布情况与实际情况吻合,与江西省2010年统计年鉴中全省双季稻种植面积相比,提取精度为93%,精度较理想,与各地区统计面积相关性较好,R2=0.9659,可以为今后高精度水稻种植信息业务化的提取提供参考。
关键词： 粮食 遥感 图像处理 双季稻 相似性指数 混合像元分解 面积提取
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固体碳源填充床反应器脱除污水硝态氮效能的预测模型
《农业工程学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了预测固相反硝化反应器出水的硝酸盐浓度,优化工艺参数,以聚羟基丁酸戊酸共聚酯[Poly(3-Hydroxybutyrate-co-3-Hydroxyvalerate),PHBV]作为反应器的碳源和生物膜载体,对受硝酸盐污染的水进行生物反硝化脱氮。采用Box-Behnken试验设计,利用响应曲面法研究了反应器出水硝态氮浓度与进水硝态氮浓度、水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)和温度之间的关系,建立了以出水硝态氮浓度为响应值的二次多项式回归模型。该数学模型可以定量描述进水硝态氮浓度、HRT和温度对出水硝态氮浓度的影响,模型预测值与试验值能吻合较好。方差分析结果表明,进水硝态氮浓度、温度和HRT及其交互作用对响应值均具有显著性影响(P<0.05)。
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基于支持向量机回归的冬小麦叶面积指数遥感反演
《农业工程学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：利用单一植被指数反演叶面积指数(LAI)时,存在不同程度的饱和性且每种指数只能包含部分波段的信息,该文提出利用支持向量机回归的方法进行叶面积指数的反演,可以用更多的波段信息作为输入参数以提高LAI反演精度。选取冬小麦起身期、拔节期和灌浆期的实测光谱和叶面积指数数据,用统计回归的方法分别建立NDVI-LAI和RVI-LAI模型,用支持向量机回归(SVR)方法分别建立以NDVI、RVI以及蓝、绿、红和近红外4个波段数据作为输入参数的回归预测模型,即NDVI-SVR、RVI-SVR和NRGB-SVR模型。上述5个模型分别利用对应时期的环境星HJ-CCD数据进行验证。结果表明:NDVI和RVI与叶面积指数(LAI)的回归模型预测的结果与实测值的RMSE分别为0.98与0.97;预测精度分别为59.2%与59.3%。以NDVI和RVI结合实测叶面积指数(LAI)训练并预测的结果与实测值的均方根误差RMSE分别为0.71与0.83预测精度分别为70.4%与67.1%。以蓝(B)、绿(G)、红(R)以及近红外(NIR)波段作为输入参数回归并预测的RMSE值为0.42,预测精度为81.7%。通过支持向量机回归预测具有更好的拟合效果,可以输入更多波段信息,提高了叶面积遥感反演精度,对冬小麦的多个生育期均具有较好的适用性。
关键词： 遥感 光谱分析 支持向量机 反演 叶面积指数 植被指数
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基于近地面高光谱影像的冬小麦日光诱导叶绿素荧光提取与分析
《光谱学与光谱分析 》 2013 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：结合FluorMOD模型模拟数据与利用光谱分辨率3.3nm、光谱采样间隔为0.71～0.74nm近地面成像高光谱系统获取的抽穗期小麦高光谱影像比较3种基于夫琅和费线暗线的提取方法(FLD,3FLD和iFLD)的精确性和稳定性。结果表明当光谱分辨率为3.3nm时,在760nm附近的O2-A波段可以有效提取日光诱导叶绿素荧光,而在687nm附近的O2-B波段不适合。当存在噪声时,FLD和3FLD的稳定性高于iFLD,FLD倾向于高估荧光值。
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基于WMSN的作物环境与长势远程监测系统
《农业机械学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对目前田间监测主要是物理数据而缺少多媒体数据的问题,设计一种基于无线多媒体传感器网络(WMSN)的作物环境与长势远程监测系统。阐述了该系统存在的显著优势;设计了Hi3512和CC2430硬件电路关键部分和软件系统,解决了作物环境信息与多媒体长势信息融合的关键问题;实现了4间温室内不同监测点温湿度、光照度及4路视频信号的动态监测。实验结果表明,该作物环境与长势远程监控系统稳定可靠,实时精确,能实现多媒体数据采集、H.264压缩、3G传输、PC显示和温湿度、光照度传感器节点的ZigBee组网。
关键词： 无线多媒体传感器网络 作物生产信息 嵌入式系统 视频压缩 远程监控
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以高光谱数据有效预测苹果可溶性固形物含量
《光谱学与光谱分析 》 2013 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：从高光谱数据中选取能够有效进行内部品质检测的特征波长,是利用高光谱成像技术进行水果品质定量分析的关键。本文采用遗传算法(GA)、连续投影算法(SPA)和GA-SPA算法分别从400～1 000nm的苹果高光谱图像中提取特征波长,利用偏最小二乘法(PLS)、最小二乘支撑向量机(LS-SVM)和多元线性回归(MLR)建模进行苹果可溶性固形物含量(SSC)的定量分析并进行了综合比较。160个样品中,120个用于建模,40个用于预测。比较发现SPA-MLR模型获得了最好的结果,R2p,RMSEP和RPD分别为0.950 1,0.308 7和4.476 6。结果表明:SPA能够有效地用于高光谱数据的变量选择,利用SPA-MLR可建立稳健的苹果SSC预测模型,较少的有效变量和MLR模型的易解释性表明该模型在在线检测和便携式仪器开发中具有较大的应用潜力。
关键词： 高光谱成像 苹果 可溶性固形物含量 变量选择 多元校正分析
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盐度对序批式生物反应器污泥膨胀的影响
《农业工程学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了研究盐度对污泥膨胀的影响,采用序批式生物反应器(sequencing batch reactor,SBR)处理含盐废水,考察NaCl、NA_2SO_4和Na_3PO_4盐度变化对污泥沉降性和污染物去除效果的影响。结果表明,当NaCl和NA_2SO_4盐度由0升高至30 g/L时,污泥容积指数(sludge volume index,SVI)由135 mL/g下降至71~73 mL/g,总氮(total nitrigen,TN)去除率由80%下降到60%,胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)质量浓度由521~523 mg/L升高到896~917 mg/L,污泥沉降性良好;当Na_3PO_4盐度由0升高至8 g/L时,SVI由135 mL/g升高至198 mL/g,TN去除率由80%下降至60%,EPS质量浓度由549 mg/L升高到674 mg/L,发生污泥膨胀。随着NaCl和NA_2SO_4盐度的提高,污泥沉降性能提高,TN去除率下降,EPS质量浓度升高。随着Na_3PO_4盐度的提高,污泥沉降性能和TN去除率均下降,EPS质量浓度升高。然而,随着NaC(l30~0 g/L)、NA_2SO_4(30~0 g/L)和Na_3PO_4(8~0 g/L)盐度的降低,SVI值分别由71 mL/g升高至298 mL/g,73 mL/g升高至291 mL/g和198 mL/g升高至241 mL/g,TN去除率分别由62%下降至43%,65%下降至44%,70%下降至35%,EPS质量浓度分别由917 mg/L升高至1 092 mg/L,896 mg/L升高至1 078 mg/L,674 mg/L升高至759 mg/L。随着NaCl、NA_2SO_4和Na_3PO_4盐度由高降低后,污泥沉降性能和TN去除率均下降,EPS质量浓度继续升高,盐度降低后发生了污泥膨胀。
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基于监督局部线性嵌入算法的玉米田间杂草识别
《农业工程学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：杂草精准识别是实现农药定向定量喷洒的基础,是精准农业重要的研究课题之一,对环境保护和生产成本控制都有着重要的现实意义。该文以玉米田间常见杂草为研究对象,首先通过超绿特征去除田间复杂背景的影响,然后采用形态学方法自动分割图像中绿色植物区域作为待判别为杂草或作物的识别对象,之后采用基于Fisher投影的监督LLE(locally linear embedding)方法对样本的高维灰度特征进行降维,在低维空间结合支持向量机实现了杂草的快速识别。试验结果表明,该识别方法能更好地发现杂草与玉米的低维特征,对杂草和玉米植株的平均识别率分别达到97.2%和77.8%。该研究结果可为精准喷洒除草剂的自动化实现提供参考。
关键词： 图像处理 识别 算法 监督局部线性嵌入 支持向量机
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荷兰蔬菜种苗生产装备系统发展现状及对中国的启示
《农业工程学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提高生产率、降低劳动强度和减少生产成本,荷兰蔬菜育苗生产中广泛使用精量播种生产线、嫁接作业生产线、岩棉块种苗生产线和相应配套机具,并借鉴花卉物流化生产模式,开发出穴盘输送装备、岩棉块搬运铺放专用车等生产物料搬运装备,实现了高效、省力、自动化生产。该文结合生产实例分析了利用岩棉块种苗生产线直接播种生产蔬菜种苗和利用播种生产线、嫁接作业生产线及岩棉块种苗生产线生产蔬菜嫁接苗的作业流程,并讨论了各生产流程的作业特性。综合以上论述,总结出荷兰温室种苗生产具有以下特点:由于岩棉具有保水透气、病菌易控等优点,潮汐灌溉具有操作方便可自控、节约水资源等优点,在温室蔬菜生产中广泛采用岩棉块栽培和潮汐灌溉;蔬菜生产效益低于花卉生产效益,造成蔬菜种植企业在自动化生产方面的资金投入相对较低,与花卉生产相比自动化程度也相对较低;精量播种生产线、嫁接作业生产线和岩棉块种苗生产线构成蔬菜种苗生产装备系统的主体,生产线将装备作业环节与人工作业环节按作业流程有机结合,快速提高蔬菜生产效率;针对蔬菜种苗生产中作业量大、劳动强度大的生产物料搬运环节,采取多种途径,提高自动化作业水平,减轻劳动强度,提高生产率。针对中国温室蔬菜生产所面临的劳动力短缺、劳动成本逐年提高、自动化生产水平低下和作业生产率不高等问题,借鉴荷兰设施园艺自动化生产技术的发展经验,中国蔬菜种苗生产应以提高生产率和降低劳动强度为核心目标,注重集成开发,利用现有成熟技术,重点集中开发自动化装备的关键技术,提高开发效率;在构建设施农业装备生产系统方面,应在提高生产自动化水平的基础上,综合考虑装备性价比,引入温室内部物流化生产模式,构建物流化生产系统,提高种苗生产的总体生产效率,促进中国温室园艺生产模式的现代化转型。
关键词： 温室 自动化 嫁接 蔬菜 种苗生产装备 荷兰 岩棉块 现状
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