植物立体可视化模拟系统原型StereoPlants的构建

随着虚拟植物可视化研究的深入,植物群体以及复杂的植物器官或微观显微结构模拟已成为趋势。目前植物模拟中可视化结果展示方式多是对渲染的图像进行平面显示,不便于对大场景植物群体或复杂微观显微结构可视化结果的认知。为此,该文提出并实现了一个立体显示植物模拟的系统原型,该系统完成植物可视化立体内容的生成到立体展现,系统的软件部分基于跨平台的FLTK界面库与OpenGL图形库完成植物模拟立体可视化架构,支持对现有的基于该图形库的可视化模拟模型的移植,硬件部分由计算机与被动式立体展示系统组成。为了测试系统的可行性与有效性,在立体可视化框架上移植现有植物根系可视化模拟,结果显示,该立体显示植物模拟系统原型可生动地、沉浸地立体显示植物可视化模拟。该原型系统使得植物群体以及复杂的植物器官或微观显微结构的可视化更直观、更容易被认知。     

利用网格法确定县域农田整治优先度

为了科学测算农田整治难度系数,合理确定不同评价单元整治的优先次序,该文根据研究区域农田整治特点,以江苏省宝应县为例,以规则网格为评价单元,从土地利用结构、农田空间格局、可提高生产能力、土壤环境质量、人口社会因素等5个影响因素,构建农田整治优先度评价指标体系。对研究区按1′×1′的经纬度网格划分的532个网格评价单元进行农田整治优先度测算,并根据计算结果,按整治优先顺序将整个研究区划分为近期、中期和远期网格单元,分别占42%、31%和27%。远期网格单元分布在宝应县中部和南部的平原区,该区域农田的连片性、细碎度和质量等别等优于其他区域。研究结果表明,该文提出的区域农田整治优先度评价方法,有助于确定农田整治先后顺序,明确优先开展整治区域和方向。该方法为区域土地整治规划提供支撑,也为中国各县市开展高标准基本农田建设提供科学参考。     

基于网格的耕地质量分等成果省级汇总方法

耕地质量分等成果由县、省、国家3级成果组成,省级成果由县级成果汇总获取,是农用地分等工作中必不可少的环节。由于传统的汇总方法对汇总底图的过分依赖性,导致汇总效率低下,汇总后的质量完全取决于汇总底图的质量。基于该缺陷,该文提出利用网格取代汇总底图,将县级成果按照“权属-地类-等别”进行分类,根据面积占优原则确定对应网格所属类别,并通过空间最邻近方法寻找距离县级单元最近的网格单元,建立“网格-县级分等单元”的追溯关系。该文提出了以县行政代码、网格所在行列码、等别、地类组成21位省级汇总网格的编码方法。最后利用平均中心和标准差椭圆检验汇总前后耕地空间分布的相似性。以北京市大兴区为研究区进行了实例验证,大兴区根据“地类-自然等-利用等-经济等”组合共分为8类,根据大兴区耕地的分布,最终确定688个有效耕地网格。利用该文方法实现了省级汇总。经过检验表明,汇总前后耕地分布的平均中心和分布方向仅相差405.6 m和0.34°,说明该汇总方法保证了汇总前后耕地空间分布的一致性。与依赖汇总底图的方法相比较,省去了制作底图的工作量,提高了工作效率,并且将省级耕地定位在每个网格中,通过网格编码能够快速查找到对应位置的耕地质量,方便管理和应用。     

品种筛选多环境测试作图分析方法

作图分析是挖掘品种多环境测试信息的有效手段。为充分挖掘测试信息,高效而准确地实现品种评价、筛选与预测这一目标,有必要引进更多可适用众多性状、易于理解和使用的直观作图分析方法。该研究根据近年分析品种多环境测试的经验,提出3种作图分析方法——雷达图、蜡烛图和条件格式,以国家玉米品种区试数据为例,对3种作图方法的使用进行分析。结果表明：3种方法均为适用于品种多环境测试数据的有效作图分析方法,对不同观测性状均可适用,并易于理解和使用;雷达图有助于多指标综合分析,包括品种或环境的认知度、一致性分析,以及品种的筛选和对比;蜡烛图有助于单指标的详细对比和规律挖掘,如试点区辨力、品种稳定性与优异性规律等;条件格式则是数据浏览与直观表达的结合。应用3种作图方法可提高多环境测试的决策效率。     

玉米倒伏胁迫影响因子的空间回归分析

为指导玉米新品种的推广,采用回归模型分析玉米主产区倒伏胁迫空间分布成因。该文用多元逐步线性回归法筛选黄淮海夏播玉米区的倒伏胁迫的决定因素,比较普通最小二乘法线性回归模型和地理加权回归模型的结果,以确定倒伏胁迫及其决定因素是否存在空间非平稳性和空间依赖性。结果表明：在探索倒伏的空间异质性时,地理加权回归模型显著优于普通最小二乘法线性回归模型;日降水量是玉米倒伏胁迫的主要环境成因,且倒伏程度随日降水量增加而加重;土壤含氮量、留苗密度和日平均风速与倒伏的关系随空间位置而发生正负向变化,因地制宜的分析倒伏成因才能客观有效的指导农民种植生产。     

1998年前后鄱阳湖区土地利用变化分析

根据1997和2000年鄱阳湖区的土地利用情况统计结果,分析了环鄱阳湖12县市土地利用的变化情况,结果表明：1998年前后鄱阳湖区变化最大的土地利用类型分别是未利用地（-42.44%）和水域（＋28.95%）,交通用地（＋7.97%）和园地（-6.40%）变化也较大.八大类土地利用类型中,水域、交通用地、居民点及工矿用地的面积在增长,其他类型用地都在不同程度减少,其主要影响因素包括人口的压力、社会的发展、退田还湖工程的实施等.结合鄱阳湖区＂人-地-水＂关系、土地整理潜力等进行分析,认为鄱阳湖区土地整理应致力于环湖区的生态建设,把治理、开发和发展结合起来,将土地整理由单纯追求耕地增长转向全面提高土地生产能力和改善生态环境,这也是“退田还湖,移民建镇”工程“退得出、稳得住、能发展、不反迁”的关键.本研究结果可为调整鄱阳湖区土地利用结构,挖掘土地整理潜力提供基础信息.     

超微图像三维重建技术在治蝗农药研究中应用

传统的治蝗农药研究方法存在着研制周期长、实验结果不直观、无法定量研究等问题.基于连续组织超微切片图像的三维重建技术是一种重要的形态学研究方法,可建立生物农药与蝗虫互作组织的三维模型来模拟蝗虫组织器官与生物农药的相互作用过程,该技术在阐明蝗虫组织结构与生理功能间关系及生物农药研究等方面具有重要意义.为此,分析了该项技术在治蝗农药研究中的应用意义.其中,重点介绍了图像保边降噪模型、自适应图像分割、三维混合绘制等关键技术的研究进展.     

玉米抗倒性检测环境的选取方法

倒伏是玉米的重要胁迫之一,为提高玉米新品种抗倒性检测的效率,需选择倒伏胁迫高发环境作为测试环境。该文结合倒伏胁迫发生机理和大风概率统计模型,首先计算每个气象站点的因风倒伏概率,通过插值和区域统计,得到东华北、黄淮海两大玉米主产区各县区的因风倒伏概率,最后进行玉米抗倒性检验环境的选取分析。结果表明：倒伏胁迫概率超过60%的县区适宜作为玉米抗倒性检测的备选环境,只需3～5个点即可基本保证每年试验都会发生倒伏胁迫;黄淮海发生极严重倒伏胁迫的平均概率高于东华北,与实际情况吻合,两大区域可作为极严重倒伏胁迫检测环境的备选县区有54个,严重倒伏有16个,一般性倒伏有21个;本方法为测试环境选取决策提供了一种量化操作的手段,有助于提高测试环境倒伏胁迫的发生概率和新品种抗倒性检测的效率,降低应用风险。     

农业信息技术与信息化农业

在阐述农业信息、信息化农业、农业信息技术的特点基础上,介绍了我国信息化农业的现状,并提出了有待解决的问题.     

精确农业的由来与发展及其在我国的应用策略

本文系统地介绍了精确农业的内涵,精确农业使用的３Ｓ技术发展状况,精确农业研究所需解决的关键技术问题,包括信息获取、构建诊断模型与决策实施等。并就我国农业条件的特点,提出具有中国特色的精确农业的发展道路。