四波段作物冠层分析仪设计

为解决当前作物氮素分析成本较高、分析过程复杂、分析时间长等问题,设计了一款基于光谱学原理的四波段作物冠层分析仪,通过快速检测作物冠层植被指数预测作物长势.分析仪主要由控制单元和测量单元组成.控制单元只含一个控制器,该控制器作为整个无线传感网络的协调器,负责将各个传感器节点发送的数据进行分类、显示以及存储等,并根据测量结果计算作物营养成分含量.测量单元则由多个光学传感器组成,主要负责光学信号的采集、放大、发送等.每个传感器可以在4个光学波段进行测量,分别是绿色植物可见光主要反射峰550 nm,可见光主要吸收波段650 nm,近红外波段766、850 nm.标定试验显示光学传感器工作稳定,仪器具有较高的精度.初步玉米田间试验表明,仪器的测量结果与玉米叶片全氮含量的相关系数达到0.884.     

基于不同有效积温的玉米干物质累积量模拟

为获得研究区适宜的玉米干物质累积量(DM)估算模型,通过2017—2019年在吉林省长春地区开展的3年农田试验,观测玉米生育期内作物根区20 cm地温、40 cm地温、农田气温、作物冠层温度以及玉米地上部干物质累积量等数据,建立基于不同有效积温的Logistic模型及其归一化模型,并用实测数据进行模型验证。结果表明,基于有效积温建立的Logistic模型可以模拟单株玉米干物质累积量生长,但不同地点、不同年份所建立的模型参数差异较大; Logistic归一化模型能够很好地模拟区域玉米干物质增长,在利用实测数据进行模型验证中,基于作物根区20 cm地温、40 cm地温、农田气温和作物冠层温度4种类型有效积温的Logistic归一化模型,其均方根误差、相对误差、决定系数和模型一致性系数都能达到较优值;以2019年数据建立的Logistic归一化模型对玉米干物质累积量模拟效果最优;基于有效冠层积温的Logistic归一化模型模拟效果较优。本研究结果可为灌区精量灌溉决策和管理提供技术支撑。     

冬小麦精准追肥机专家决策系统

为了实现小麦生长过程中的实时变量追肥,研究了光谱数据处理策略及目标追肥量的计算模型,开发了基于近地光谱探测技术的实时变量追肥专家决策系统,结合小麦冠层归一化植被指数(NDVI)、追肥机实际行进速度和肥料反馈量,双通道独立控制施肥机构的转速和开度,从而实时调整追肥量,实现精准变量追肥。试验结果表明,专家决策系统的控制精度达到90%以上,可以满足精准追肥的要求;拔节期,变量追肥比定量均匀施肥增施氮肥28 kg/hm2左右;变量施肥有利于改善小麦群体结构,降低产量差异性。     

基于车辆振动加速度响应的路面识别研究

分别在土路与公路两种路况下,对试验测试得到的车辆振动加速度响应分别从相关性、频域、时域进行信号分析,并对试验条件下的响应信号功率谱密度按照最大峰值进行归一化处理,进而提出路面识别算法。结果表明:路面识别算法可以在一定程度上对路面的频率结构作定性的判断;车辆振动加速度响应信号体现路面不平度特征的信息;分析结论能为路面识别的研究提供参考。     

草坪近地面光谱特征研究进展

论述了草坪光谱反射特征的研究近况。国内外利用光谱分析技术在草坪领域开展了较为深入的研究,发现了高羊茅、多年生黑麦草、草地早熟禾的部分品种之间存在明显的＂同色异谱＂现象;筛选出与草坪外观质量指标显著相关的敏感波段和植被指数,建立了草坪色泽、密度、盖度及冠层叶绿素水平的光谱反演模型;氮肥水平能够明显改变草坪在可见光和近红外...     

北京永定河流域森林植被覆盖研究

利用1978～2009年间共6期TM遥感数据,采用归一化植被指数（NDVI）结合二值化分析方法确定植被覆盖度的阈值,对北京市永定河流域32年来的森林植被覆盖变化情况进行研究,揭示永定河流域森林植被覆盖变化的驱动力因子与作用机制．结果表明,永定河流域上游植被覆盖度较高,中下游覆盖度较低,整个研究时期内植被覆盖度呈现波动变化,1978～1987年间,植被覆盖度急剧下降,而1987～1995年间植被覆盖度略有提高,但之后又迅速下降,2000年植被覆盖度处于历年最低值,2000～2004年间植被覆盖度呈上升趋势,2004—2009年间植被覆盖度趋于平稳．驱动力分析表明,引起植被覆盖变化的主要驱动因素是人为因素,包括人类破坏和保护2方面,其次是气候因素,包括降水和温度,其中降水占主导地位．     

青藏高原地区不同植被类型MODIS植被指数与海拔高度的关系研究

高原地区的植被除了对温度、降水等气候因素响应敏感外,还受到海拔高度的影响。文中利用2006年和2008年8月份青藏高原地区的MODIS-NDVI和MODIS-EVI,结合DEM数据,分析了研究区内林地、灌丛、草甸、草原、高山植被、荒漠6种植被类型与海拔高度的相关关系。结果表明:林地和高山植被的ND-VI和EVI值随海拔高度上升而下降,其相关系数的绝对值的最小值分别为0.96和0.86,呈现显著的负相关关系;草原、灌丛的NDVI和EVI与海拔的负相关性较强,其相关系数的绝对值的最小值分别0.70和0.56。荒漠的NDVI和EVI与海拔高度基本不相关,无植被覆盖区则与海拔有较强的相关性;草甸的植被指数随海拔高度的增高呈现出先增高后减小的分段变化趋势。研究结果对青藏高原地区的植被分布及其变化监测具有借鉴意义。     

镇平县植被指数变化和气象要素的关系

研究气候变化和植被覆盖的相互关系是全球变化研究的重要内容之一。利用2000～2010年的归一化植被指数(NDVI)和气候数据,研究了天山北麓各地区不同植被类型NDVI的年际变化特征及其对气候因子的响应。结果表明:(1)近30年来镇平县植被指数均在波动中有所增长;(2)不同地区所生长的主要植被类型不同;(3)不同植被类型对气候因子的响应不同;(4)平原区植被指数增幅大于山区植被指数增幅,说明植被生长不仅受自然因素影响,也受人为因素影响。     

评价指标标准化处理方法的探讨

目前评价指标标准化处理方法较多，本文就常见的指标标准化处理方法进行了归类，在示例比较的基础上分析了各种方法的利弊，并提出了较好为科学合理的改进方法。     

光传感器变量施肥控制系统开发

针对当前国内智能化农业的发展现状,开发了一个集成光学传感器和数据控制器的实时自动变量施肥控制系统.该系统可以根据作物的长势实现实时变量施肥.系统利用NDVI(归一化植被指数)测定传感器实时地获取农作物生长的NDVI值,结合作物施肥的不同生长时期,达到依据作物长势实时变量施肥的目的.为此,对控制系统的设计和具体的施肥方案进行了详细的介绍.