科研产出
成像光谱技术在农作物信息诊断中的研究进展
《光谱学与光谱分析 》 2011 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：传统的农作物信息诊断方法存在劳动强度大、诊断时间长、操作技术要求高、受人为主观因素影响大等缺陷,限制了农作物信息诊断的实时性和准确性。成像光谱技术能够通过同时获得农作物的图像以及光谱信息,实现对农作物生长状况、病虫害等信息的快速、无损检测,已在作物信息诊断中得到越来越广泛的应用,为农业的信息化提供了技术支持。文章概述了成像光谱技术的原理,重点介绍了其在农作物种子成分检测、种子品种分类、种子病虫害检测、田间植株长势监测、田间植株病虫害检测中的国内外最新研究进展,分析了成像光谱技术应用于农作物信息诊断的难点,并对其发展方向进行了展望。
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小卫星CCD相机MTF在轨测量与图像复原
《中国矿业大学学报 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：基于调制传递函数的基本理论,针对环境与减灾小卫星光学相机,基于刃边法给出了一种在轨测量成像系统调制传递函数的方法.通过选取图像中均匀地物之间灰度变化明显的边缘,对有限采样点进行平滑滤波、曲线拟合和对线扩展函数(LSF)的傅里叶变换获得点扩展函数(PSF),提取调制传递函数(MTF)曲线,进而选取最优的MTF曲线.考虑到采用有约束复原方法时噪声统计、估计的复杂性和欠普适性,本方法通过频率域的去卷积进行复原处理,其优势在于不需要提供传感器、大气状况等参数.并对复原图像从统计特征、清晰度、纹理特征等3方面进行了定量分析和评价.结果表明:复原后的环境与减灾小卫星图像质量得到明显提高,收到良好的复原效果.
关键词： 环境减灾小卫星 点扩展函数 调制传递函数 图像复原
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基于数据分割与主成分分析的LAI遥感估算
《红外与毫米波学报 》 2011 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：针对叶面积指数(LAI)经典统计反演模型存在估算效果不理想以及反演效率低等问题,提出了一种基于农学物候的数据分割与主成分分析结合的遥感估算方法.综合了原始光谱和微分(或差分)光谱主成分信息作为自变量,融入了以农学物候为先验的数据分割思想,并引入了多尺度建模方式参与反演过程.以冬小麦为实验对象,进行数值模拟和比较分析.结果显示,该方法既能有效地提高整体估算精度,又能显著地改善数据饱和问题,且在全样本遍历时体现了稳定鲁棒性.
关键词： 主成分分析(PCA) 农学物候 数据分割 多尺度建模 叶面积指数(LAI)
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基于小波变换和高斯拟合的在线谱图综合处理方法
《光谱学与光谱分析 》 2011 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：微小型移动式现场在线检测技术是分析仪器发展的新领域。针对复杂工作环境中谱图存在强噪声干扰、谱峰重叠、不规则峰形等严重影响仪器的定性和定量准确度的瓶颈技术,提出了一种基于小波变换和高斯拟合相结合的谱图在线综合处理方法,用自研的仪器对甲苯和全氟三丁胺两种典型化合物的谱图进行了处理,并与实验室分析仪器普遍应用的算法进行了对比分析。结果表明,综合方法能够有效解决强噪声干扰、谱峰重叠、不规则峰形问题,提高仪器的定性和定量准确性,同时能够实现数据压缩,满足仪器的在线实时检测要求。综合方法处理甲苯特征峰的平均信噪比(SNR)较移动平滑方法提高了1.3倍,峰位误差ΔM降低了3.6倍,处理全氟三丁胺谱图的数据压缩比为197∶1。
关键词： 小波变换 高斯拟合 信号去噪 谱图处理 数据压缩 现场在线检测
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应用电子鼻判别西湖龙井茶香气品质
《农业工程学报 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：根据电子鼻工作原理与西湖龙井茶香气特征,探索利用电子鼻判别西湖龙井茶等级的方法。该研究提出顶空瓶内茶水直接混合的香气制备法,增强电子鼻响应信号、减少人为冲泡误差;合理选择电子鼻顶空进样及信号采集参数,提高香气指纹图谱信噪比;采用不同等级茶样循环交叉排列采集,增加传感器的适应性,剔除仪器系统误差;经校正集与预测集的样本划分,提高模型建立的可靠判别样本集。利用软独立建模分类法(SIMCA)建立不同等级西湖龙井茶判别模型,等级分类正确率高达95%以上,实现了西湖龙井茶的智能分等分级。
关键词： 农产品 主成分分析 分类 电子鼻 西湖龙井茶 香气品质 顶空
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华北平原冬小麦总初级生产力的遥感监测
《农业工程学报 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：该文以华北平原冬小麦为研究区,验证MODIS-GPP产品数据在下垫面复杂的农田生态系统的适用性,及农田生态系统的碳源/汇功能。首先采用MODIS-NDVI产品数据,根据冬小麦物候特征,解译出冬小麦种植面积;然后与经过验证并校正后的MODIS-GPP产品数据估算华北平原冬小麦2010年生长季内的GPP总量;最后,由涡度相关实测数据估算出冬小麦的生态系统呼吸量(RE)和净生态系统生产力(NEP)。结果显示:MODIS-NDVI解译出的冬小麦面积结果与TM解译结果的用户精度高达90.6%,总体精度达87.2%;MODIS-GPP产品数据与涡度相关数据估算结果的复相关系数高达0.9227;2010年华北平原冬小麦生长季GPP约为6.24×108kgC,约占该区所有植被GPP的21.3%;华北平原冬小麦固碳能力较强,净生态系统生产力(NEP)占GPP的58.7%。研究表明,MODIS-GPP产品数据满足华北平原冬小麦GPP统计精度需求,冬小麦生态系统对陆地生态系统起到了重要的碳汇功能。
关键词： 农作物 遥感 监测 MODIS 涡度相关 冬小麦 GPP
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冬小麦叶面积指数地面测量方法的比较
《农业工程学报 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：该研究以冬小麦为对象,对叶面积指数测量的几种方法(比叶重法、照相法及SUNSCAN测量法)从测量难易程度、误差来源、适宜条件等方面做了比较分析与评价。研究表明比叶重法及照相法在整个生育期间均可使用,而基于SUNSCAN的仪器测量法在冬小麦封垄前的测量还需进一步研究。对SUNSCAN一天内不同时间测量的结果进行了比较,得出最适宜测量时间为13:00-15:00。照相法的测量精度最高,比叶重法次之,SUNSCAN测量需要根据作物生长特点做参数修正。针对SUNSCAN测量LAI提出了一种对叶倾角分布参数进行修正的方法,对3种冬小麦株型品种3个不同生育期进行了参数修正。该研究有助于地面测量叶面积指数的方法选择,同时对提高SUNSCAN测量精度具有参考意义。
关键词： 叶面积指数 SUNSCAN 照相法 比叶重法 参数修正 冬小麦
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应用近地成像高光谱估算玉米叶绿素含量
《光谱学与光谱分析 》 2011 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：图谱合一的近地成像高光谱是现代数字农业对田块尺度的作物长势信息进行动态监测和实时管理的需要,是促进农业定量遥感发展的重要手段之一。文章通过自主研制的田间扫描成像光谱仪近地获得盆栽和大田玉米的冠层高光谱影像,从影像中精确提取玉米不同层位的叶片反射光谱并计算TCARI,OSA-VI,CARI,NDVI等多种光谱植被指数,构建玉米叶绿素含量的光谱预测模型,并对模型进行了验证。结果表明,基于光谱指数MCARI/OSAVI构建的玉米植株叶绿素含量预测模型精度较高,验证样本预测的决定系数R2=0.887,预测均方根误差RMSE为1.8。研究表明,成像光谱仪在微观尺度上的作物组分光谱信息探测方面具有较大的应用潜力。
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