基于可见光光谱的幼龄沉香图像分割与特征提取研究

为促进数字图像处理技术在珍贵树种营养分析中的高效应用，以幼龄沉香为研究对象，运用大津法与K-Means算法分别对试验获取的幼龄沉香可见光图像进行分割，对2种分割算法进行比较研究。基于图像分割结果，提取R、G、B等8种颜色特征并进行主成分分析，同时计算沉香图像的最小外接矩形的矩形度RE。结果表明，1）大津法与K-Means算法均可实现对多张幼龄沉香可见光图像的分割，大津法较K-Means算法分割速度快，但分割精度小于K-Means算法，在具体分割时应根据实际需要对2种算法进行选择。2）提取的8种颜色特征的3个主成分累计贡献率可达到99%，可作为颜色特征；最小外接矩形的矩形度RE能够表达沉香轮廓内面积CA与最小外接矩形面积LA的比值，可作为形状特征，将这种特征因子用于构建沉香微量元素含量预测模型，有利于缩短建模时间并提高模型的精度。综上所述，研究结果可促进数字图像处理技术在珍贵树种营养诊断中的进一步发展，为精准林业提供参考。     

基于图像颜色与形状特征的幼龄沉香全氮含量预测

为了促进数字图像处理技术在林木营养诊断中的应用，实现对林木生长状态及养分含量的实时监测，本研究以濒危珍贵树种沉香为对象，构建了3种基于图像颜色特征与形状特征的幼龄沉香全氮含量预测模型，为幼龄林木的营养诊断提供了理论依据。首先，根据边界距离与设定误差的大小确定最佳K值，运用改进的K-Means算法提取前景图像。然后，分离前景图像的R、G、B三通道并分别计算均值，根据图像颜色空间转换公式，将图像分别转换到HIS、Lab颜色空间下，得到色调（H）、饱和度（S）、明度（I）、亮度（L）、红到绿通道（a）、黄到蓝通道（b），共计获得9种颜色特征。寻找前景图像的最小外接矩形，计算前景图像的面积（CA），前景图像最小外接矩形的面积（RA）、周长（RC）以及矩形度（RD），共计获得4种形状特征。最后，分别对颜色特征、形状特征、颜色特征+形状特征进行主成分分析，以获得的3类主成分为自变量构建幼龄沉香全氮含量预测模型，同时对构建的3种模型精度进行检验。结果表明，改善K值选取方式可以降低K-Means聚类分割算法的不确定性，增强算法的分割效率，可以实现对沉香可见光图像的精准分割。本研究构建的3种幼龄沉香全氮...     

柑橘黄龙病菌效应蛋白与寄主互作研究进展与展望

柑橘黄龙病(citrus Huanglongbing, HLB)是柑橘生产上的毁灭性病害, 其病原是韧皮部杆菌属的革兰氏阴性难养细菌, 我国发生的黄龙病病原为韧皮部杆菌亚洲种(‘Candidatus Liberibacter asiaticus’, CLas)。由于黄龙病菌未能实现纯培养, 难以进行传统的分子和遗传操作, 导致其致病机理研究滞后。近年来, 有关黄龙病菌效应蛋白的筛选鉴定及其与寄主靶标互作机制成为研究热点。本文重点介绍了黄龙病菌分泌系统特征、效应蛋白与寄主互作机制及抗病种质创制, 展望了该领域未来的研究方向。     

融合光谱反射率与时频特征的坡垒叶绿素含量估测模型研究

【目的】研究估测坡垒叶绿素含量的高光谱模型，探讨融合光谱反射率与时频特征估测叶绿素含量的可行性，为坡垒叶绿素含量的快速无损检测提供参考。【方法】以2年生坡垒为研究对象，设置N0（0 kg/hm²）、N1（35 kg/hm²）、N2（70 kg/hm²）3个氮肥水平，测定不同氮肥水平下坡垒冠层叶绿素含量和光谱曲线，采用离散傅里叶变换（DFT）和短时傅里叶变换（STFT）方法提取光谱时频特征，采用偏最小二乘回归（PLSR）算法,构建基于光谱反射率、时频特征及其二者融合特征的不同氮水平的分区模型以及全氮肥水平下的综合模型，估测不同氮肥水平下坡垒叶绿素含量，并以决定系数（R²）、平均绝对百分比误差（MAPE）、相对均方根误差（RRMSE）作为评价指标比较各模型精度，确定最优估测模型。【结果】（1）不同叶绿素含量下坡垒冠层光谱反射特征的整体变化趋势相似，在可见光波段（380~750 nm）内，光谱反射率随着叶绿素含量的增加而降低。（2）在构建的分区模型中，基于光谱反射率和时频特征构建的模型均能较好地估测坡垒叶绿素含量，检验R²分别为0.626~0.816，0.662~0.797，检验MAPE分别为4.966％~9.269％，6.029％~8.181％，检验RRMSE分别为6.827％~11.593％，8.247％~9.792％；基于融合光谱反射率与时频特征（融合特征）构建的分区模型检验R²为0.913~0.951，检验MAPE和RRMSE均低于10％。（3）在构建的综合模型中，当引入哑变量时，基于融合光谱反射率与时频特征（融合特征）构建模型的检验R²为0.814，MAPE和RRMSE分别为7.212％和8.578%，二者较基于光谱反射率构建的模型分别降低了37％和36％，较基于时频特征构建的模型分别降低了47％和45％。【结论】基于融合光谱反射率和时频特征（融合特征）构建的模型能够提高坡垒叶绿素含量估测的精度，对于不同氮肥水平下坡垒叶绿素含量有较好的估测效果，可作为估测坡垒叶绿素含量的优选方法。