3S技术在作物生长监测与管理中的应用分析

近年来,3S技术的集成应用对传统农业生产管理模式产生了较大影响,带来了巨大的经济、社会和生态效益。本文简要概述地理信息系统(G IS)、遥感(RS)和全球定位系统(GPS)概念,分析了这3种技术在作物种植面积量算与产量估测、精细农作以及农作管理决策等方面的应用现状,并指出其应用模式中存在的一些问题。最后,对3S技术在作物生长监测与管理中的应用前景进行了展望。     

基于数字照片特征的小麦覆盖度自动提取研究

植被覆盖度是农作物的一个重要参数.本文利用数字相机获取田间小麦冠层影像,通过基于特征的自动影像分类估测覆盖度和叶面积指数.在分析数字影像中小麦和背景特征的基础上设计了小麦覆盖度的提取算法,并开发了一个对影像进行自动分类提取小麦覆盖度的程序包.该方法综合 ISODATA无监督分类的快速、操作简便的优点和最大似然法监督分类精度高的优点,分类精度达90%左右.此外还分析了自动分类的误差来源,提出了改进办法,指出了自动分类方法的适用范围.     

地理标志农产品杭州西湖龙井的真伪识别方法及应用研究

地理标志农产品不断受到不法商贩以次充好等不良行为的侵害。本研究以西湖龙井茶叶为例．基于近红外光谱分析技术,采用特征光谱片段分割的方法,将西湖龙井茶叶的光谱特征以编码形式写人标签、条码等介质．从而真正实现对地理标志农产品物签合一的溯源。     

北京顺义区土壤重金属分布与环境质量评价

在北京顺义区采集了412份土壤表层样品,分析了其中7种重金属元素(Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、As和Hg)的全量,采用单因子指数和内梅罗指数对土壤环境质量进行评价.结果表明,土样中As、Cd、Cr、Hg、Cu、Pb和Zn含量平均值分别为7.85、0.136、61.47、0.073、22.43、20.38 mg· kg-1和69.75 mg· kg-1,As、Cd、Cr、Cu和Zn含量平均值超过了北京地区环境背景值,但所有元素含量的平均值均未超出土壤环境质量一级标准.土壤中各重金属元素含量Shapiro-Wilk检验和相关性检验结果表明,研究区土壤中重金属Cr呈正态分布,Cd、Cr、Cu、Pb元素与As元素相关性显著.土壤各元素单因子污染指数排序为Zn＞Cr＞Cd＞Cu＞Pb＞As＞Hg,内梅罗综合污染指数平均值为0.745,达到了土壤环境质量评价分级标准Ⅱ级,污染等级为“警戒线”级;菜地、果园、荒地、林地、苗圃、设施农业用地和水浇地的土壤内梅罗指数分别为0.809、0.765、0.720、0.669、0.781、0.786和0.729,表现为菜地＞设施农业＞苗圃＞果园＞水浇地＞荒地＞林地.土壤环境质量总体安全,部分地区土壤重金属污染处于警戒水平.     

基于多时相环境减灾卫星数据的冬小麦冻害评估

评估冬小麦冻害影响范围和受灾程度对于灾后及时采取田间管理补救措施、恢复农业生产具有重要意义。基于国产多时相环境减灾卫星1号遥感数据(HJ-1),以河北省中南部冬小麦冻害为例,通过分析植被指数对冻害的敏感性,选择了增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)作为评估冬小麦冻害的最优植被指数。开发了一种基于多时相遥感数据的冬小麦冻害评估方法,以冻害指数作为冬小麦冻害程度的评估指标,利用地面实测样本数据对评估结果进行了验证。结果表明,受灾前后冬小麦EVI的变化与冻害程度呈显著线性相关,该方法能够有效评估冬小麦冻害影响范围和受灾程度。     

基于粒子系统的土壤可视化仿真研究

土壤结构三维可视化将有助于更好地理解土壤结构及其与功能的关系.本文从描述土壤固体颗粒结构入手,基于土壤结构具有明显分形特征,采用粒子系统来模拟土壤颗粒并进而实现土壤结构的三维可视化.设置9种土壤粒子基本形状,将具有农学意义的土壤容重和比重等转化为粒子数量并进行相应初始化,结合特定的运动学方程和碰撞处理方法描述粒子的运动,待粒子运动进入平衡态后,暂停粒子运动就可获得可视化的土壤.对模型进行验证:输入三种不同土壤的参数,生成了具有真实感的土壤三维结构.可视化计算结果表明,计算结果和趋势都与实际相符.本方法初步实现了土壤结构的三维重建,具有一定研究和应用价值.     

基于定量遥感反演与生长模型耦合的水稻产量估测研究

作物遥感估产是农业遥感技术应用与研究的重点领域.在黑龙江省不同的种植区域下,采用GPS定位调查、定量遥感反演与产量形成过程模型相偶合的研究方法,进行了水稻产量估测研究.结果显示,水稻产量的预测值在6740～9600kg/hm2之间,实测值在6500～9500kg/hm2之间,二者总体上表现较为一致,预测水稻产量的RMSE为494.62kg/hm2,相对误差在0.23%～12.39%之间,平均为5.13%.表明采用定量遥感反演与生长模型耦合的模式可以对不同区域的水稻产量形成情况进行监测预报.     

拔节后期施用植物生长物质对小麦倒伏及穗花发育的影响

探讨了高产栽培的肥水条件下,在小麦拔节后期施用多种植物生长物质对倒状、穗花发 及产量的影响。结果表明：在对照倒状严重的地块,喷施麦特（环已烷三酮类植物生长延缓剂＿处理可极显著抑制穗下、倒２和倒３节间仲长,全田未发生倒伏且穗花发育正常,较对照组产３３．１％,多效唑（三唑类生长延缓剂）处理在晚施条件下抗倒伏效果降低,穗花发育明显受到抑制,天宝（增产胺类）、芸素（芸素内酸类）、爱多收（复硝钾类）和起土产     

基于神经网络的水稻产量预测模型

研究不同水分处理所得的作物实际产量,建立前馈神经网络模型,得到不同土壤含水量时的旱作水稻预测经济产量,模型通过学习,使误差减小到0.1。     

北京郊区近13年来水土流失变化监测分析——以房山区为例

以Land-sat TM5在1992年、2001年、2004年的三期遥感影像为数据源,采用美国农业部通用土壤流失方程RUSLE计算和分析了北京郊区房山区1990年以来的水土流失量和水土流失面积变化,并在此基础上利用主成分分析法进一步分析比较了土地利用变化对水土流失的影响。分析结果认为,研究区三年间均以轻度水土流失为主,但三年间总体水土流失以2004年最严重,2001年最轻。不同的土地利用类型对三年的水土流失影响不同,未利用地水土流失严重程度2004年>1992年>2001年,农田1992年>2004年>2001年,草地2001年>1992年>2004年,林地2004年>1992年>2001年。研究区历年总体水土流失变化与林地的水土流失变化一致,反映了林地的水土流失对研究区内的水土流失起主导作用,揭示了保护和绿化好林地,降低林地的水土流失程度对减缓和降低研究区的水土流失具有重要作用。