基于CiteSpace可视化分析的茶叶香气研究进展

以1979—2019年WOS(Web of science)和CNKI(China national knowledge infrastructure)收录的茶叶香气品质相关文献为研究对象,采用CiteSpace文献计量方法分别从年代、作者、机构、国家、研究热点、演进趋势等方面进行归纳统计分析。结果表明,2006年以后相关研究文献呈显著增长趋势,目前已形成稳定的核心作者群,但各群体间的合作研究相对较少;在该研究领域,我国影响力最大,其次是日本和美国;热点研究内容主要集中在香气形成机理、香气物质提取方法、检测手段及关键香气物质等方面。综上结果,结合时区图谱,进一步指出茶叶香气的研究历程及目前所处的发展阶段。     

作物生长过程模拟模型与形态三维可视化关键技术研究

针对作物产量形成、品种适应性分析的数字化解析和可视化表达需求,以提高作物模拟模型的时效性、协同性和真实感为目标,结合物联网技术与作物模拟模型,进行了田间数据实时采集;应用多智能体技术进行了作物协同模拟方法研究与框架设计;开展了作物生长过程模拟模型及基于作物模型的形态三维可视化关键技术研究,以小麦作物为例,进行了田间试验,阐述了小麦三维形态模拟可视化系统的设计实现并进行了试验验证;构建了Logistic方程模拟小麦叶长、最大叶宽、叶片高度、株高等的生长变化,采用基于曲线、曲面的参数化建模方法和3D图形库OpenGL构造了小麦器官几何模型。结果表明小麦叶长、最大叶宽、叶片高度和株高模拟模型R ²值在0.772~0.999之间,回归方程的F值在10.153~4359.236之间,且Sig.小于显著水平0.05,模型显著性较好,模型的拟合度较高。本研究将作物模拟模型结果和形态结构模型有效结合,实现了以小麦为代表的作物在不同管理措施条件下的生长过程形态三维可视化表达,为作物生产数字化系统应用提供了更有效的途径,该技术体系与方法同样适用于玉米、水稻等作物。     

南方稻麦轮作系统下小麦根系的三维分形特征

【目的】根构型直接影响作物的水肥吸收,而定量根构型的相关指标多局限于二维分析,缺乏有效的3D分析指标。论文探讨计算分析根构型3D特征的指标与操作方法,用于定量稻麦轮作制不同耕作方式对小麦根构型的影响。【方法】使用自制的根构型数字化仪,测取田间小麦根系的真实空间拓扑数据,获得根系构型的空间坐标。然后运用Matlab编程实现小麦根构型拓扑数据的虚拟重构,令虚拟根系再现实体根系的空间拓扑。结合分形理论与软件的计算分析功能对虚拟根构型进行分形维计算,分别获取3D分形维数、3D分形丰度、2D分形维数、2D平面分形丰度和单株总根长5个特征指标,以此表达小麦根构型在不同年度、不同耕作方式处理下的时空动态。同时建立不同年度及耕作处理下单株总根长动态与根构型3D分形维数、3D分形丰度、2D分形维数、2D平面分形丰度间的相关关系。【结果】研究发现随着作物生长期的变化,不同年份及不同耕作处理下的小麦根构型指标都表现出稳定增长的趋势。不同之处在于2010—2011年度的小麦根构型指标平稳增长,而2011—2012年度的根系生长速率变化较为剧烈。对比两个年度间的小麦根构型指标发现,免耕和旋耕两种耕作方式对小麦根构型的影响效果相反,在2010—2011年度,旋耕处理方式下的根系指标优于免耕处理方式,而在2011—2012年度,免耕处理方式下的根构型指标表现更优。对于作物生长前期(0—98 d)而言,年度变化引起的根构型指标差异显著大于耕作处理引起的差异,在作物生长后期(98—112 d),年度变化和耕作处理方式对小麦根构型指标的影响较为相近。对比小麦根构型的3D分形维指标和平面分形维指标发现,3D分形维明显区别于平面分形维,这表明根系的三维分形是根构型的必要分析指标。在不同的年度与耕作措施下,单株小麦的总根长与3D分形维数、3D分形丰度、2D分形维数、2D分形丰度都满足指数模型,且显著相关,说明年度因素和耕作措施仅是影响模型的常量参数项。【结论】由计算机软硬件结合分形理论构建的田间小麦根构型的可视化和定量化分析手段是实现小麦根构型精确分析的保证,该分析过程真实再现了田间小麦根构型的时空动态。3D分形指标可以准确定量作物根构型真实的时空动态,在进行根系生长策略的选择及根土关系优化时需要考虑到田间作物根系的实际生长条件和耕作制度。     

基于形态结构特征参数的樟子松人工林单木可视化研究

为更加直观地展示樟子松人工林单木的整个生长过程,将系统分析方法和数学建模技术应用于樟子松人工林单木的形态模拟。通过对樟子松人工林单木形态数据的定量分析,结合前人的研究成果,构建了樟子松人工林单木形态模拟模型,并以VC＋＋6.0为开发平台,利用OpenGL构建了樟子松人工林单木生长模拟系统,整个系统由形态模型模块、树冠结...     

Study on crown profile models for Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) in Fujian Province and its visualization simulation

Crown profile models were developed for Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) in Shunchang County, Fujian Province. We used data from 360 trees located in 65 pure, even-aged, and unthinned temporary plots. The data were divided into three groups according to site index. Nine models, including models for upper crown, lower crown, and entire crown, were fit; the optimal ones in each group were validated and chosen to estimate crown shape. The optimal models explained at least 70% variability in crown radius (CR). In addition, models for crown width, height above ground to crown base, and height above ground to largest CR were also developed to facilitate the convenient simulation of crown profile models. These three models explained 85.4%, 85.1%, and 86.9% variability. All models also passed the F-test and residual test. The 3D images of a single tree and stands were presented by OpenGL technology on visual c++ platform based on the proposed models. Tree growth was compared and analyzed using crown profile curves under constrained conditions. The analysis results accorded with plant growth.     

三维可视化平台下建模分析以及数据的交换——以广州大学为例

使用了三维GIS技术对区域建筑进行虚拟,首先采用ArcGIS to SketchUP6Plugin插件将具有空间参考坐标的广州大学建筑楼的地理数据导入SketchUP,在其中建立带有贴图的精细的广州大学建筑三维模型,最后将三维模型导回Arcscene中进行三维显示及分析。     

立式双曲面网板水动力性能及流场可视化研究

网板是拖网作业系统中重要的属具之一,其水动力性能的优劣直接关系到拖网网口的扩张,并影响其生产效果和经济效益。采用单因素试验法,利用水槽模型试验和数值模拟(computational fluid dynamics, CFD)研究立式双曲面模型网板在不同展弦比λ(2.5、3.0、3.5、4.0)、弯曲度f/C(10%、15%、20%)、后退角Λ(0°、10°、15°)下的水动力性能,分析不同结构参数的网板水动力性能,对比两种方法的结果,并实现网板周围流场可视化。结果显示:①2号网板(λ=3.0、f/C=15%、Λ=10°)升力系数最大,冲角25°时,模型试验值为1.70,数值模拟值为1.88,阻力系数随冲角增大一直增大,且后部流速的模拟值和测定值平均偏差为4.40%,两种方法获得的结果吻合度高。②2号网板在流场分布中边界层分离点随冲角增大逐渐向翼端前沿移动,中心面后部涡旋随冲角增大一直增大,左翼板侧低压区随冲角增大呈先增大后减小趋势,网板尾部随冲角增大形成明显的翼端涡,产生涡升力对网板提供附加升力,使得立式双曲面网板比其他类型网板有较高升力。     

基于文献计量学核盘菌研究现状及趋势分析

核盘菌是当今世界上最难防治的农业植物病原真菌之一,对植物生产危害极大,核盘菌的致病性研究备受国内外专家、学者的关注。本文运用文献计量学方法,统计2002-2017年间SCIE数据库收录的相关核盘菌研究文献1 972篇,通过对论文产出数量和被引次数进行数据分析,综合考量论文的学术影响力,全面反映目前世界核盘菌研究现状及发展态势。核盘菌研究领域科研论文数量呈上升趋势,美国、中国、加拿大是核盘菌研究领域的主要发文国家。Plant Disease和European Journal of Plant Pathology是核盘菌研究领域发文的主要刊源,我国核盘菌相关研究文献数量近年来增长迅速,华中农业大学、中国农业科学院、南京农业大学等是我国核盘菌研究领域科研实力较强的机构。把握时机,加强科研国际合作与交流,增加论文的学术影响力是我国今后的发展方向。     

家蚕核型多角体病毒LAMP可视化检测技术的建立

【目的】建立针对家蚕核型多角体病毒(Bm NPV)的环介导等温扩增(LAMP)可视化检测技术,为生产现场进行家蚕血液型脓病早期诊断提供技术支持。【方法】以Bm NPV多角体蛋白基因polh为扩增靶标,分别设计5组内/外引物和5条环引物,根据扩增效率筛选最佳引物组合;优化LAMP反应条件,并进行LAMP检测的特异性、敏感性及临床样本检测试验;使用羟基萘酚蓝(HNB)染色对结果进行比色观察,对简化样品处理的条件进行摸索。【结果】使用环引物后LAMP对Bm NPV基因组DNA的最低检测浓度为7 fg/μL,检测灵敏度得到有效提高,且反应时间缩短。建立的LAMP检测方法对靶标DNA扩增具有特异性,对样本的检出率高于常规PCR,其最低检测限是常规PCR的100倍。在反应前加入HNB,结果易判断且能减少交叉污染。感染家蚕血淋巴进行100℃煮沸处理后即可直接用于LAMP反应,既简化了操作步骤,又降低了检测成本。【结论】针对Bm NPV建立的LAMP可视化检测技术具有灵敏、快捷、可靠的特点,适合用于生产现场的Bm NPV感染早期诊断。     

水稻根系空间分布特性的三维建模及可视化研究

为明确水稻根系在土壤中的空间分布特性,应用"根箱法"进行试验,获取水稻根系坐标数据,分析根系生长随水稻生育进程的变化规律,采用植物模拟技术,建立了水稻根系三维形态模型,包括根节点初始位置的确定、根节点生长方向的确定、不定根位置的确定、不定根生长方向的确定等。根据水稻根系几何形态参数,采用Visual C++及Open GL标准图形库,对水稻根系的三维形态结构进行重构,使系统生成更加逼真的水稻根系图像。结果表明该模型对水稻根系形态结构动态生长具有较好的预测效果,同时也可为其他作物根系的可视化研究提供参考。