科研产出
淮北平原四种土地利用类型非生长季土壤呼吸速率
《农业工程学报 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了探讨杨树人工林撂荒地、农耕地、农林复合模式的林地和农林复合小麦地的4种土地利用方式对温室气体CO2增长及其通量的影响,利用Licor-8100土壤碳通量测定系统对以上4种不同土地利用的土壤呼吸速率变化进行了研究。结果表明:4种土地利用类型的土壤呼吸速率在非生长季冬季的月内变化和日变化不明显,都保持在低的CO2释放水平;不同土地利用类型土壤呼吸速率表现出明显的空间异质性;农林复合小麦地土壤呼吸速率在非生长季与其影响因素的关系在2009年12月份的关系不明显,2010年1月份和2月份随着气温的升高,土壤呼吸速率与温度的相关性逐渐增大,与其他因子的相关性也变大,但增加的幅度较小;4种土地利用类型中,农林复合冬小麦地的CO2平均通量为最小,CO2的释放量比例最小,为22.55%,比农田小麦地、撂荒地和农林复合隔离带林地分别减少3.02%、0.85%和6.00%的CO2释放。农林复合模式的CO2释放量比农田小麦地多释放2.85%,与人工林撂荒地的土壤呼吸速率相同。
关键词： 土壤 试验 二氧化碳 淮北平原 土地利用类型 冬小麦 农林复合 土壤呼吸速率
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基于红边位置提取验证成像与非成像高光谱数据的一致性
《光谱学与光谱分析 》 2011 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：定量遥感是当前遥感发展的前沿,作物组分信息解析是农业定量遥感的研究热点,而成像高光谱技术为解决微观尺度的作物组分信息探测研究提供了强有力的手段。利用成像光谱仪(pushbroom imagingspectrometer,PIS)与地物光谱仪(FieldSpec ProFR2500,ASD)同步收集冬小麦、玉米不同生育期叶片的反射光谱,通过不同算法提取PIS与ASD数据的红边位置,验证成像光谱数据的精度。结果表明:(1)PIS与ASD原始光谱数据在红边区间(670～740 nm)有很高的吻合度;(2)从室内光谱(玉米叶片)红边位置的提取结果看,两仪器提取的红边位置都集中在700～720 nm;(3)从室外光谱(小麦叶片)红边位置的提取结果看,PIS与ASD数据提取结果有差异,PIS数据的红边位置在760 nm处,而ASD数据的红边位置在720 nm处,这种差异主要是成像光谱数据受氧气吸收的影响较大所致;(4)PIS与ASD的红边变幅不同,但趋势相同。以上结论为成像光谱数据的深入应用提供了参考。
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基于遥感数据与作物生长模型同化的作物长势监测
《农业工程学报 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：遥感观测和作物生长模型模拟是进行农作物长势监测的2种有效手段,并具有较好的互补性,构建二者的同化系统是目前农业遥感研究领域的热点。同化涉及多学科的交叉集成,十分有必要将同化方法中的模型、算法、数据进行集成,构建基础作物模型同化系统平台,降低科学研究和应用的难度。采用模块化结构设计,将同化系统构建所需的主要模型、算法、数据等进行有机结合和无缝集成,实现基于极快速模拟退火算法的遥感数据与CERES-Wheat作物生长模型的同化原型系统构建。此外,通过所开发的系统利用地面高光谱作为遥感数据,通过同化小麦叶面积指数对同化系统进行了检验和初步应用。同化LAI与实测结果较好的拟合度,表明所开发的同化系统基本可行,能为遥感技术与作物模型的基础研究和应用提供一个平台。
关键词： 遥感 同化系统 高光谱数据 作物生长模型 极快速模拟退火算法 叶面积指数
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利用Landsat TM遥感数据监测冬小麦开花期主要长势参数
《农业工程学报 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：为精准农业技术体系中的小麦农艺处方管理决策提供详尽的全局性信息,该文以2007-2009年试验实测数据为基础,以Landsat TM影像为遥感数据源,分析了试验样点开花期冬小麦主要长势参数与品质和产量间以及与卫星遥感变量间的相关性,分别建立及评价了TM影像遥感变量监测冬小麦开花期SPAD值、生物量、叶面积指数和叶片氮含量的模型。结果表明:冬小麦开花期,选用作物氮反射指数、近红外波段反射率和归一化植被指数这些遥感变量分别反演冬小麦SPAD值、生物量、叶面积指数和叶片氮含量是可行的;SPAD值、生物量、叶面积指数和叶片氮含量遥感监测模型的精度较高,均方根误差分别为3.12、216.5kg/hm2、0.269和0.162,以此为基础,制作出具有实际农学意义的冬小麦开花期不同等级SPAD值、生物量、叶面积指数和叶片氮含量遥感监测专题图,实现了主要长势参数空间分布量化表达。基于卫星影像的农田面状信息获取技术克服了点状信息的不足,为农业生产管理决策及时提供信息支持,使该研究技术更利于大面积应用和推广。
关键词： 遥感 监测模型 主要长势参数估算 Landsat TM 冬小麦
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冬小麦冻害灾情及长势恢复的变化向量分析
《农业工程学报 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：大尺度监测冬小麦冻害灾情,需要结合受冻后长势监测,以提高冻害监测精度。鉴于温度并非唯一冻害因子,且归一化植被指数(NDVI)易高估封垄前冬小麦覆盖度,该文引入基于多时相植被指数的变化向量分析法,进行冬小麦冻害灾情及受灾后长势监测研究。选取河北藁城2010年冬小麦冻害作为研究对象,利用多时相环境小卫星数据提取多种植被指数,构建变化向量并分析其动态变化趋势,结合冬小麦冻害光谱特征敏感性分析,建立冻害灾情遥感监测模型,并展开长势恢复程度监测。结果表明,变化向量分析法能有效地反映冬小麦受冻和长势恢复程度及空间分布,在基于多种植被指数建立的变化向量监测模型中,基于光谱结构不敏感指数SIPI建立的模型较精度最高,其冻害监测及长势恢复监测模型精度分别达83.3%、88.9%。因此,变化向量分析法能有效地监测冬小麦冻害灾情与灾后长势恢复情况,同时对其他作物灾害监测提供了途径。
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新型光谱曲线特征参数与水稻叶绿素含量间的关系研究
《光谱学与光谱分析 》 2011 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：利用高光谱信息检测作物叶绿素含量信息是田间作物长势诊断的重要研究内容。利用水稻光谱和叶绿素含量田间实测数据,从作物叶绿素含量不同,光谱曲线峰谷波形有"高矮胖瘦"形态变化的观点出发,提出光谱曲线峰谷波形中特征边的上升、下降速率以及组成峰谷波形两边的夹角等新型特征量,利用归一化光谱信息,分析了这些变量与水稻叶绿素含量间的相关关系。研究结果显示:(1)可见光波段范围520～740nm之间的归一化光谱反射率与叶绿素含量间呈良好的负相关关系;(2)绿峰反射光谱曲线特征边的变化速率及绿峰两边的夹角等变量与水稻叶绿素含量具有较好的相关性,表明利用这些新型变量开展叶绿素含量高光谱无损监测成为可能,这将为利用高光谱信息开展作物长势与营养诊断提供新的思路和方法。
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SPOT5遥感影像城郊耕地景观提取与廊道立地分析
《农业工程学报 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：城郊耕地立地受多种因素影响复杂多变,利用高分辨率遥感影像提取耕地及其廊道地类,并分析耕地与廊道地类间关系,对于耕地保护和基本农田划定具有重要意义。以北京市大兴区为例,对2004年和2007年SPOT5遥感影像,采用面向对象分类方法开展耕地与其他景观类型提取,包括交通运输用地、河流水面、水工建筑用地、农田水利用地、农田防护林地,并对道路提取宽度进行评价。采用景观生态学廊道的分析方法与GIS空间分析方法,分析4a间5种廊道地类的数量变化和空间分布变化。借助目视解译评价分类总精度和Kappa系数都超过了90%,道路提取宽度在4～70m之间;农田防护林地数量变化最为明显,呈零散分布状态,农业水利用地空间分布较为均匀,而交通运输用地中二级道路较大变化,主要分布在受城市化和工业化影响较大的研究区北部。研究表明:面向对象分类方法能够充分利用地类相关特征,提取过程即体现地类立地信息,多尺度分割能够实现在不同层次提取不同地类;廊道空间分布与耕地空间分布表现出一定的相关性,农田防护林地和农业水利用地分布密集的地区耕地流失的可能性较小,交通运输用地密度较高的地区也是耕地流失集中地区。
关键词： 耕地 景观 廊道 立地分析 面向对象 SPOT5 城郊 大兴区
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基于优化矩不变特征的鲜切菜在线分级技术
《农业工程学报 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了准确地从复杂背景中分割鲜切菜,该文将矩不变特征的平移、旋转不变性与几何特征优秀的尺度表达能力融合,提出了一种基于优化矩不变特征模型的鲜切菜在线分级方法。首先提取标准鲜切菜的几何特征和矩不变特征,并利用其统计信息建立数学模型,然后提取待分级的鲜切菜的几何特征和矩不变特征,最后计算待分级的鲜切菜特征与标准鲜切菜特征模型的相似度,完成鲜切菜的在线分级。以鲜切土豆丁为例,采集11幅图片共679个土豆丁样本,分类的准确率达到99.40%,处理一帧耗时0.108s。试验结果表明,该文方法能准确地将鲜切菜分级,实时性和鲁棒性高,为鲜切菜在线分级提供参考。
关键词： 机器视觉 农产品 分级 矩不变特征 Hu矩 数学建模
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基于HJ-1A/1BCCD时间序列影像的水稻生育期监测
《农业工程学报 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了准确获得作物大面积生育期信息,指导农业生产管理和决策,基于2009、2010年湖南双季稻生育期间42景晴空HJ-1A/1B CCD影像,提出了一种基于小波分析的生育期估计方法:首先通过线性插值构建像元尺度上逐日的增强植被指数时间序列集,随后采用小波分析对其进行去噪重建,得到反映水稻生长过程的日时间序列曲线,最后通过曲线特征估计水稻的关键生育期。以抽穗期为例,利用湖南沅江市20个田块实地调查数据对估计结果进行了验证,并与基于非对称高斯函数及基于Savitzky-Golay滤波的方法进行了对比,结果表明基于小波分析的方法平均误差为3d左右,整体上不高于后2种方法误差,能较精确地估计双季稻抽穗期,提供了一种新的有效监测水稻生育期信息的方法。
关键词： 作物 生长 时间序列分析 水稻 生育期 HJ-1A/1B CCD 小波分析
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黑土典型区土壤有机质遥感反演
《农业工程学报 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤有机质(SOM)含量时空变异规律研究对于土壤肥力评价、土壤碳库估算、土壤资源利用与保护具有重要意义,而地貌、成土母质、土壤类型等差异、高光谱卫星影像较少等因素制约了区域尺度的SOM含量遥感反演方法研究的开展。该文以黑龙江省黑土带典型区为例,采集区域土壤样本,获取Landsat TM遥感影像,基于有机质含量与土壤反射率的定量关系,建立区域SOM遥感预测模型。结果表明:黑土区SOM含量高,一般大于2%,决定了有机质对土壤反射光谱特性的主要作用,而且该区SOM空间变异性显著,且耕作方式、气候等因素决定了裸土时间长,因而该区适于SOM含量遥感反演;有机质与TM各波段反射率均显著相关,最大相关系数在第3波段(0.63～0.69μm),为-0.710,其次为4波段(0.76～0.90μm),与实验室基于高光谱反射率数据分析的结果一致;基于TM影像2、3、4波段的SOM指数模型最优,预测精度高、稳定性好,可以用于揭示黑土典型区SOM含量的空间分布特征。该研究将为改进土壤理化参数遥感反演、土地质量评价、土壤碳库估算等工作方法提供理论与技术支持。
关键词： 遥感 反演 土壤 有机质 Landsat TM 区域 预测模型
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