四波段作物冠层分析仪设计

为解决当前作物氮素分析成本较高、分析过程复杂、分析时间长等问题,设计了一款基于光谱学原理的四波段作物冠层分析仪,通过快速检测作物冠层植被指数预测作物长势.分析仪主要由控制单元和测量单元组成.控制单元只含一个控制器,该控制器作为整个无线传感网络的协调器,负责将各个传感器节点发送的数据进行分类、显示以及存储等,并根据测量结果计算作物营养成分含量.测量单元则由多个光学传感器组成,主要负责光学信号的采集、放大、发送等.每个传感器可以在4个光学波段进行测量,分别是绿色植物可见光主要反射峰550 nm,可见光主要吸收波段650 nm,近红外波段766、850 nm.标定试验显示光学传感器工作稳定,仪器具有较高的精度.初步玉米田间试验表明,仪器的测量结果与玉米叶片全氮含量的相关系数达到0.884.     

基于矩阵变换的车载玉米叶绿素含量快速预测系统偏差分析

为了对车载玉米叶绿素含量快速预测系统偏差进行分析,优化车载系统测量结果,该文提出一种空间插值和多维矩阵分析相结合的思想,阐述了基于矩阵变换和GIS空间分析手段的预测偏差分析策略,提高了车载系统快速预测空间分布的预测效果。研究结果表明：使用BP神经网络模型和RBF神经网络模型对车载系统动态预测单点位置叶绿素含量具有一定预测效果,平均决定系数R2约为0.8,2类模型的预测效果相近。RBF神经网络预测结果矩阵经反距离加权法插值后,其空间分布预测偏差度小于10%的数据量占总数据量的85%。表明该方法具有较好的空间预测效果,可以为车载系统动态测量平台预测玉米冠层叶片叶绿素含量的提供决策支持。     

玉米冠层叶片光谱反射率与玉米长势空间变异的关系

为了寻找一种快捷获取玉米叶绿素空间分布信息的方法,研究了玉米苗期冠层叶片光谱反射率的变化特征,分析了不同生长阶段冠层叶片光谱反射率的空间分布和叶绿素质量浓度的空间分布.研究结果表明:玉米苗期冠层叶片叶绿素的质量浓度空间分布不均匀.冠层叶片的叶绿素质量浓度与光谱指数RVI的相关性较低,与归一化差异植被指数NDV1值和550 nm波段的反射率均有较高的相关性.分析550nm波段的反射率值与冠层叶片叶绿素质量浓度值的相关关系,显示二者成负相关变化趋势,相关系数绝对值在0.69～0.88范围随着生长期的变化而逐渐增大,五叶期前期的相关性系数绝对值达到苗期最大值,表明550 nm波段反射率值能够较好的反映玉米苗期叶绿素质量浓度的水平,分析和掌握550 nm波段反射率值的变化及其空间分布特性对快速监测玉米苗期生长状况,对指导田间施肥具有重要意义.     

玉米冠层叶片氮素营养估测研究——基于近地多光谱图像

运用图像处理技术对不同氮营养成分下玉米冠层叶片的近地CCD多光谱图像进行分析,建立玉米叶片氮素营养含量的快速、非破坏性估测模型。实验基于红通道和近红外通道的CCD图像,通过图像切割提取两个通道的主叶片区域的平均灰度值和叶片周围的土壤平均灰度值,根据土壤平均灰度值比值来调整叶片的近红外平均灰度值,计算玉米叶片的基于灰度的植被指数,建立了氮素营养含量和两个通道的图像灰度以及灰度植被指数间的经验线性模型。经过多元线性回归分析后,两者间的相关系数R可以达到0.704。由此实现了对玉米冠层氮营养含量的快速估测。     

氟苯尼考微囊在猪体内的药物动力学研究

为了给兽医临床合理用药提供依据,分析氟苯尼考微囊(Florfenicol Microcapsules,FM)和氟苯尼考原粉(Florfenicol,FF)在猪体内的药物代谢动力学过程。猪单剂量分别灌服FF和FM 30 mg.kg-1,36 h不同时间16次前腔静脉采血,高效液相色谱法测定血药质量浓度。结果表明,FM和FF在猪体内的药物动力学配置均符合有吸收因素一室开放模型,其药-时曲线最佳方程分别为ρFM=3.772 7(e-0.047t-e-0.847 7t)和ρFF=0.375 9(e-0.258 1t-e-4.670 9t)。吸收半衰期(t1/2Ka)分别为(0.944 6±0.507 5)h,(0.155 0±0.030 1)h;消除半衰期(t1/2Ke)分别为(15.214 0±3.024 9)h,(2.694 5±0.169 5)h;药-时曲线下面积(AUC)为(77.3111±13.312 7)mg.L-1.h,(1.374 7±0.606 0)mg.L-1.h;峰质量浓度(ρmax)为(2.937 1±0.232 2)mg.L-1,(0.298 3±0.023 9)mg.L-1;达峰时间(tm...     

玉米冠层平行多目图像匹配方法

针对一种四通道矩形排列的多光谱相机,开发了一种平行多目成像匹配模型。利用相机拍摄了田间玉米冠层图像,相机的4个通道分别为R（红）、G（绿）、B（蓝）和NIR（近红外）,拍摄距离为0.5 m左右。分析了玉米冠层图像的特点,提出了一种图像匹配方法。该方法首先选择某一通道图像作为源图像,其他通道图像作为目标图像,源图像中叶片边缘作为源特征点,由该点18个方向的导数作分量构成特征向量。其次在目标图像中搜索相应的目标特征点,若在其中某一区域内的点与源特征点所在边缘方向夹角小于某阈值,将特征向量与源特征向量的距离为最     

冬小麦生育早期冠层叶片光谱的特征与应用

利用不同测试方法对冬小麦返青期和拔节期的冠层叶片反射光谱进行了测量,分析了反射光谱与叶绿素质量浓度之间的相关关系。分析结果表明:处于返青期的小麦由于生长较为稀疏,冠层叶片反射光谱受到裸露地面等外界因素的影响,反射率和NDVI值与叶绿素的相关性差。拔节期由于地表覆盖率提高,反射率和NDVI值与叶绿素之间的相关性较好。返青期和拔节期冠层叶片反射光谱曲线的"红边"位置与叶绿素之间的相关性,可以较好地反映其叶绿素的质量浓度。通过实验分析两者之间的相关性,分别建立了返青期和拔节期叶绿素质量浓度线性预测模型和二项式模型,结果显示模型可用于冬小麦冠层叶片叶绿素质量浓度的无损检测预测。比较了植被指数NDVI值的不同获取方法,提出了不同生长阶段测试方法的选择方案,为冠层叶片叶绿素检测以及精细追肥提供技术支持。     

基于多光谱图像技术的番茄营养素诊断模型

为了快速、准确估测番茄营养水平和生长状态,利用多光谱图像分析技术研究了温室番茄营养素含量和图像特征的相关性。在日光条件下采集了温室番茄叶片多光谱图像,并采用多尺度Retinex算法有效地解决了叶片平整度差异造成的图像质量退化问题。从颜色模型、比值植被指数和归一化差值植被指数出发,自定义了49个多光谱图像特征参数。结合相关性分析和系统聚类分析消除了多光谱图像特征参数的多重共线性,并提取了4个能反映叶绿素含量(SPAD指数)和全氮含量预测模型,其中SPAD指数模型的决定系数(R2)为0.8668,均方根误差(RMSE)为3.997;全氮模型的R2为0.7284,RMSE为0.5130。     

恩诺沙星微囊在猪体内的药物动力学

为了给兽医临床合理用药提供依据,分析恩诺沙星微囊(Enrofloxacin Microcapsules,EM)和恩诺沙星原粉(Enrofloxacin,ENR)在猪体内的药物代谢动力学过程。猪单剂量分别灌服EM和ENR30mg.kg-1,72h内16次前腔静脉采血,高效液相色谱法(HPLC)测定猪血浆中ENR的质量浓度。结果表明,6头猪灌服EM和ENR后,其药动学配置均符合有吸收因素二室药代动力学模型。最佳药时曲线方程为ρ(EM)=11.326 3e-0.353 8t+5.420 6e-0.066 1t-16.746 9e-0.979 8t和ρ(ENR)=11.251 1e-0.934 7t+5.330 1e-0.079 9t-16.581 2e-2.965 7t。恩诺沙星微囊在猪体内的吸收相半衰期(t1/2ka)为(0.769 5±0.250 9)h,分布相半衰期(t1/2a)为(2.160 3±0.704 1)h,消除相半衰期(t1/2β)为(10.522 4±0.719 5)h,药时曲线下面积(AUC)为(92.924 3±5.308 4)mg.L-1.h。说明恩诺沙星微囊在猪体内吸收迅速,消除相对较慢。     

玉米冠层平行多目图像匹配方法

针对一种四通道矩形排列的多光谱相机，开发了一种平行多目成像匹配模型。利用相机拍摄了田间玉米冠层图像，相机的4个通道分别为R（红）、G（绿）、B（蓝）和NIR（近红外），拍摄距离为0.5 m左右。分析了玉米冠层图像的特点，提出了一种图像匹配方法。该方法首先选择某一通道图像作为源图像，其他通道图像作为目标图像，源图像中叶片边缘作为源特征点，由该点18个方向的导数作分量构成特征向量。其次在目标图像中搜索相应的目标特征点，若在其中某一区域内的点与源特征点所在边缘方向夹角小于某阈值，将特征向量与源特征向量的距离为最