红外相机技术在河北雾灵山国家级自然保护区中的应用

为了充实河北雾灵山自然保护区的野生动物资源本底资料,提高监测能力和监测水平,雾灵山保护区自2015年开始将红外相机技术应用到野生动植物的资源调查和管护中。目前应用红外相机技术发现兽类5目10科14种,鸟类4目6科10种,掌握了区内主要物种猪獾(Arctonyx collaris)、狍(Capreolus)和勺鸡(Pucrasia macrolopha)的日活动节律,补充了保护区的本底调查资料,为保护区进一步开展金钱豹(Panthera pardus)、斑羚(Naemorhedus goral)和鸟类多样性等科学研究奠定了基础,为保护区制定关于野生动物资源的相关管护政策提供了科学依据。     

基于红外传感器的实蝇类害虫实时监测装置的设计

监测实蝇类害虫发生动态,是对其有效防控的基本前提。设计出1种可自动诱捕与计数的实蝇类害虫实时监测装置,为提高实蝇类害虫监测和预测预报的准确度与时效性提供了1种新装备。该装置由害虫诱杀装置、红外计数传感器、红外计数远程测控仪、实时监测软件等组成,利用特定引诱物、发光二极管(LED)光源对实蝇诱集的特性,采用红外传感器进行实时计数。选取橘小实蝇进行装置测试试验,在实验室环境下测试实时监测系统的检测成功率。试验结果表明,该装置可以实时获取进入红外计数感应区的实蝇数量,当时间间隔≥7 s时,实时监测系统的检测成功率为98%。利用该装置可以实现通过手机查询实蝇类害虫实时虫量、小时虫量和日虫量的统计汇总数据,方便用户及时、准确地得知实蝇类害虫发生的动态变化,掌握实蝇的发生规律。     

红外相机技术在高黎贡山国家级自然保护区南段西坡野生动物监测中的应用

2017年1—12月,通过布设红外自动触发相机对高黎贡山国家级自然保护区南段西坡腾冲段11个位点的野生动物进行监测研究,调查共计拍摄到兽类和鸟类的有效照片分别为739张和499张,共鉴定出鸟兽物种41种,其中兽类5目13科21种,鸟类5目10科20种。拍摄频次较高的兽类为赤腹松鼠(Callosciurus erythraeus)、树鼩(Tupaia belangeri)、短尾猴(Macaca arctoides)、中华鬣羚(Capricornis milneedwardsii)、赤麂(Muntiacus muntjak)、野猪(Sus scrofa)、豪猪(Hystrix hodgsoni)这7种;拍摄频次较高的鸟类为环颈山鹧鸪(Arborophila torqueola)、白鹇(Lophura nycthemera)、银耳相思鸟(Leiothrix argentauris)这3种。这表明红外相机技术可以作为野生动物多样性监测的主要方法,自然保护区应长期开展基于红外相机技术的野生动物多样性监测工作。     

利用红外相机技术对小五台山兽类和两栖爬行类动物的研究

从2016年12月至2017年11月对小五台山兽类和两栖爬行类动物进行了阶段性调查。记录了兽类33种,含外来物种2种,其中有确凿影像记录或活体目击的有22种;两栖类4种;爬行类12种。调查结果名录中的所有大中型兽类均有红外相机的影像记录。     

剔除土壤背景的棉花水分胁迫无人机热红外遥感诊断

剔除无人机热红外影像中的土壤背景是提高作物水分诊断精度的有效途径,但也是热红外图像处理的难点问题。本文以不同水分处理的花铃期棉花为研究对象,分别在09:00、13:00和17:00等3个时刻,连续5 d采集无人机高分辨率热红外影像,并采用二值化Ostu算法和Canny边缘检测算法对热红外图像进行掩膜处理,实现对土壤背景的剔除,然后分别计算二值化Ostu算法、Canny边缘检测算法和包含土壤背景下的3种棉花水分胁迫指数(Crop water stress index,CWSI),最后建立不同时刻下3种CWSI与棉花叶片气孔导度Gs的关系模型。研究结果表明,应用Canny边缘检测算法可有效剔除热红外影像中的土壤背景,剔除土壤背景后的温度直方图呈单峰的偏态分布;3种处理方法获得的作物水分胁迫指数CWSI中,Canny边缘检测算法的CWSI最小,二值化Ostu算法的CWSI较高,包含土壤背景的CWSI最大;采用Canny边缘检测算法剔除土壤背景后的CWSI与棉花叶片气孔导度Gs的决定系数R2达到0.84,Ostu算法的结果次之,包含土壤背景的最差。本研究可为无人机热红外遥感监测作物水分状况提供参考。     

模拟胃环境下柚皮果胶对亚硝酸根的吸附动力学

以柚子白皮为原料制得果胶,在模拟人体胃环境下进行体外实验,研究柚皮果胶对NO_2~-的吸附效果,并进行动力学分析,同时以市售果胶为对照进行红外光谱分析.结果表明,柚子白皮果胶对NO_2~-的吸附效果与胃环境的pH值、NO_2~-质量浓度、模拟胃蠕动的时间和果胶添加量有关,果胶添加量为0.8g/L,pH值为1.5,NO_2~-质量浓度为30 mg/L,420 min可达吸附平衡,此时柚子白皮果胶对NO_2~-的吸附量为17.65 mg/g,去除率为56.21%.动力学研究表明,颗粒内扩散模型能够较好地拟合柚子白皮果胶对NO_2~-的吸附过程;红外光谱分析表明,O—H以及C=O(羧酸和/或酯)等基团参与了果胶吸附NO_2~-的反应.     

基于近红外与中红外光谱技术的淀粉回生度检测

淀粉食品在加工、运输及储藏过程中会逐渐出现回生,其回生程度是影响淀粉食品品质的重要因素。利用近红外和中红外光谱技术快速、无损检测淀粉回生度。首先采集了储存不同时间淀粉的近红外和中红外光谱,分别利用近红外、中红外以及两者融合的光谱数据结合化学计量学方法(偏最小二乘法(PLS、iPLS、biPLS、siPLS))建立淀粉回生度检测模型。结果显示,近红外和中红外融合光谱技术的biPLS检测模型最佳,校正集和预测集相关系数分别为0.965 5和0.931 3。研究结果表明,红外光谱技术可以快速、无损检测玉米淀粉回生度,保障了富含淀粉食品的质量与安全。     

龙须菜细胞壁多糖对硼的吸附性能研究

为研究龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)细胞壁多糖对硼的吸附作用机制及官能团之间的交互作用,本试验分别采用电感耦合等离子发射光谱(ICP-OES)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术对其细胞壁多糖组分在吸附试验中进行硼的测定和表征。结果表明,细胞壁去琼胶后,硼吸附量减少50.13%,半纤维素去除后,硼吸附量减少21.20%,故可得纤维素吸附量占细胞壁总硼吸附量的28.67%。同时,通过细胞壁不同组分脱硼及硼胁迫后的红外光谱表征结果可知,龙须菜细胞壁及多糖在吸附硼的过程中,羟基、羧基、多糖碳链C-C为硼离子的主要结合位点,其中,琼胶、半纤维素中起主要作用的官能团为羟基、羧基,纤维素中起主要作用的官能团为多糖碳链C-C。本研究结果为进一步探究龙须菜多糖组分与硼的内在结合机制提供了基础依据。     

一种播补一体化新型马铃薯播种机的设计与试验

现有马铃薯漏播补偿方案普遍需附加补偿种箱及单独设置补偿排种通道，导致系统结构复杂、补偿种薯落点偏差较大。为此，本研究提出了基于单向离合器的播补一体化马铃薯播种机新方案。该方案排种链轮正常播种使用地轮动力，而补偿状态在单向离合器协调下转移至补偿专用电动机，补偿完成后则继续恢复至地轮。基于此，在计算所需时间内，采用后一取种勺上的种薯直接追赶前一缺种位置的追赶式补偿方案，可以使补偿种薯也在原排种通道中运动，独立的补偿种薯专用通道不再需要，从而使系统结构简化、可靠性提高。样机田间试验表明，所采用的红外辐射排种监测系统误判率不超过1‰，系统平均自然漏播率对排种速度不敏感，漏播补偿成功率随着排种链速度的增加而快速降低，但即使达到正常排种链速最高值0.8 m·s^-1，依然有平均74%以上的漏播能被成功补偿，系统平均最终漏播率不足平均自然漏播率的1/4，漏播补偿作用效果明显。