科研产出
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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用异常处理机制获取程序继续
《北京工业大学学报 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：为在当今主流程序设计语言(如C++/Java/C#)中实现继续,采用异常处理机制获取程序继续的方法,利用优化的CPS(continuation passing style)作为中间表示语言,在切片阶段自动确定切片单元和分析定义活性变元的生命期;并且,归纳了支持本方法语言的公共特征,设计出一个一般的、可重用的类层次系统,给出了系统基本架构和应用间的简单接口及实现.结果表明,在高级语言中实现继续机制是完全可行的,可有效地解决确定变元生命期的难题.
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基于近红外光谱技术的蜂蜜掺假识别
《农业工程学报 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了实现蜂蜜掺假的快速识别,应用近红外光谱结合模式识别方法对蜂蜜掺假现象进行了识别分析。该研究收集了中国不同品种、不同地域的典型天然蜂蜜样品,根据目前市场上常见的蜂蜜掺假手段,掺假物质及相对含量情况配制了掺假蜂蜜样品,利用傅立叶近红外光谱仪采集其透反射近红外光谱,分别采用偏最小二乘判别分析(PLS-DA),独立软模式法(SIMCA),误差反向传播神经网络(BP-ANN)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)等模式识别方法,进行蜂蜜掺假识别研究。研究结果表明:利用这4种方法在蜂蜜中掺入果葡糖浆和果葡糖水的情况下均能很好地识别出掺假蜂蜜样品,其中对于掺入果葡糖浆的掺假情况,校正集的正确判别率均达到95%以上,验证集的正确判别率均达到87%以上,对于掺入果葡糖水的掺假蜂蜜校正集的正确判别率均达到93%以上,验证集的正确判别率均达到84%以上。通过比较4种不同的识别算法,发现采用LS-SVM时,对两种掺假情况下校正集和验证集的正确判别率均达到了100%,表明基于近红外光谱的蜂蜜掺假快速准确识别是可行的。
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小麦叶片胁迫状态下的高光谱图像特征分析研究
《光谱学与光谱分析 》 2011 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：作物在遭受各种胁迫下的长势及健康诊断是精细农业操作的重要环节。高光谱成像技术具有图谱合一的优势,已成为近年来国内外研究的热点。本文以叶片尺度的小麦为研究对象,利用自主研发的成像光谱仪,采集遭受养分、病虫害胁迫的小麦叶片高光谱图像,利用逐像素平均法增强光谱特征,根据反射率差异进行分析研究。结果表明,提取的高光谱能够反映不同叶位叶片的养分差异,还能利用成像图直观地进行作物养分胁迫程度判断;利用成像光谱仪2 nm的光谱分辨率和毫米级的空间分辨率,在作物感染病害时,既可定量每个叶片的病斑个数,又能定性地分析感染面积对叶片造成的影响;在作物遭受虫害时,可对蚜虫群体甚至单个蚜虫的光谱信息进行提取,这为定量研究蚜虫对小麦叶片的危害提供了新的手段。上述结果充分说明成像高光谱在作物长势定量定性分析研究中具有独特的优势。
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基于ZigBee技术的农用无线传感器网络体系架构研究
《高技术通讯 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对精准农业对农作物生长环境监测应具备实时性、可靠性及可持续性的要求,对无线传感器网络体系架构及路由策略进行了研究.详细描述了基于ZigBee技术的农用无线传感器网络体系架构,并在LEACH算法基础上提出了适用于长时间监测的路由策略,实现了网络簇首节点的建立、广播、选择和调度,并根据能量耗费确定是加入某个簇还是作为一个独立节点直接与控制节点通信.仿真实验结果表明,该算法能够实时采集和远程传输农田温度、湿度等信息,同时能有效减少传感器节点的能耗,延长网络寿命,保证农用无线传感器网络的长时间稳定地工作.
关键词： 精准农业(PA) 低能耗自适应分簇分层(IEACH) ZigBee 无线传感器网络(WSN) 路由策略
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基于电荷排斥模拟法的均匀采样布局
《农业机械学报 》 2011 EI 北大核心 CSCD
摘要：通过模拟理想同种点电荷排斥运动的方法实现N个采样点均匀分布在给定的带有限制区的不规则多边形采样区域内。首先将多边形采样区域以及内部限制区域的各条边离散化为一系列位置固定的点电荷,然后在多边形内随机放置N个点电荷,并通过逐个"放抓"点电荷并让它们受电场力运动,并最终达到合力与速度都接近零的稳定状态,此时N个点电荷的位置就均匀分布在指定区域内,可以作为N个样点的均匀采样布局。分析与实验结果表明,这种方法是一种在复杂多边形区域内实现采样点均匀分布的简单而高效的方法。
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