基于机器学习算法的土壤有机质 质量比估算

为快速高效地估测干旱、半干旱地区土壤有机质(soil organic matter, SOM)质量比,提出了一种结合竞争适应重加权法(CARS)和随机森林(RF)的估测模型.以内陆干旱区艾比湖流域为研究区,测定土壤高光谱反射率和SOM质量比,经预处理后,利用CARS对原始光谱(R)、一阶导数(R′)、吸光度(log(1/R))及吸光度一阶导数［log(1/R)］′4种光谱变量的可见-近红外光谱进行筛选,并结合RF算法,建立全谱段RF模型与CARS-RF模型.结果表明,基于CARS方法对光谱进行变量筛选后,得出4种光谱变量的优选变量集个数分别为35,26,34和121;在4种光谱变量中,R′和［log(1/R)］′的SOM估测模型精度较高,以［log(1/R)］′为基础数据获得的模型精度最高;CARS-RF模型精度优于全谱段RF模型,模型验证集决定系数(R²)、均方根误差(RMSE)、相对分析误差(RPD)分别为0.881,6.438 g/kg和2.177.该研究在预处理的基础上通过变量优选,应用较少的变量个数获得较高的估测精度,为干旱、半干旱区SOM高光谱估测提供了适宜高效的方法.     

基于加权Voronoi图的林木竞争指数

以福寿山林场25年生的杉木生态公益林为研究对象,通过分析林木竞争指数与胸径生长因子的相关关系,得出二者为负相关,从而确定加权Voronoi图的权重为胸径倒数(W),借助Arcgis软件里的加权Voronoi图工具,通过加权Voronoi图的方法来确定竞争单元,提出基于加权Voronoi图的W_V_Hegyi竞争指数,最后将W_V_Hegyi竞争指数与Hegyi、V_Hegyi竞争指数进行对比分析,结果表明:1) 3种竞争指数与胸径相关性强弱排序为:W_V_HegyiV_HegyiHegyi;2) 3种竞争指数与胸径服从幂函数关系,曲线拟合度排序为:W_V_HegyiV_HegyiHegyi;3) 样地竞争指数平均值排序均为:V_HegyiW_V_HegyiHegyi。通过以上比较分析证明,W_V_Hegyi竞争指数比Hegyi、V_Hegyi竞争指数能更准确地反映林木间的竞争关系。      

海南岛日最低、最高气温空间插值研究

为探索适用于海南岛日最低、最高气温空间插值的方法,研究以经度、纬度、海拔、坡度、坡向、海陆距离、NDVI等为环境变量,采用多元线性回归(multiple linear regression,MLR)、地理加权回归(geographically weighted regression,GWRK)、多元线性回归克里格(multiple linear regression-Kiging,MLRK)和地理加权回归克里格(geographically weighted regression-Kriging,GWRK)等4种方法对海南岛2016年1月1日—6月30日的日最低、最高气温进行了插值。结果表明:4种方法对日最低气温插值的总的平均绝对误差:MLRGWRGWRKMLRK,但GWR、GWRK、MLRK对日最低气温插值的总的平均绝对误差十分接近,对日最高气温有相同的规律。MLRK对日最低、最高气温的总体平均绝对误差分别为0.50℃和0.73℃。GWRK、MLRK对逐日最低气温插值的平均绝对误差也十分接近,对日最高气温也有相同的规律。无论是对日最低气温还是对日最高气温,MLRK、GWRK插值空间分布的主要差异均在站点稀疏的山区。因此,在海南岛,宜采用多元回归克里格(MLRK)对日最低、最高气温进行空间插值。     

基于近红外光谱的沼液挥发性脂肪酸含量快速检测

挥发性脂肪酸（Volatile Fatty Acids，VFA）作为厌氧发酵过程的重要中间产物，其在厌氧反应器中的累积能够反映出产甲烷菌的不活跃状态或厌氧发酵条件的恶化。为了实现对农牧废弃物厌氧发酵进行过程分析和状态监控，将近红外光谱（Near Infrared Spectroscopy，NIRS）与偏最小二乘（Partial Least Squares，PLS）相结合构建玉米秸秆和畜禽粪便厌氧发酵液乙酸、丙酸和总酸含量快速检测模型。将竞争自适应重加权采样法（Competitive Adaptive Reweighted Sampling，CARS）与遗传模拟退火算法（Genetic Simulated Annealing algorithm，GSA）相结合构建CARS-GSA算法对沼液中的乙酸、丙酸和总酸进行特征波长优选，原始光谱数据1 557个波长点经预处理和波长优选后，得到乙酸、丙酸和总酸特征波长变量分别为135、101和245个，建立的回归模型验证决定系数分别为0.988、0.923和0.886，预测均方根误差（Root Mean Squared Error of Prediction，RMSEP）分别为0.111、0.120和0.727，相对分析误差分别为9.685、3.685和3.484，与全谱建模相比RMSEP分别减少了17.78%、15.49%和1.22%，能够满足农牧废弃物厌氧发酵过程发酵液中乙酸和丙酸含量的快速检测需求，基本满足总酸的检测需求。结果表明，通过构建CARS-GSA算法优选乙酸、丙酸和总酸的敏感波长变量，参与建模的波长点数量显著减少，有效降低了变量维度和模型复杂度，提升了回归模型检测精度和预测能力，为快速准确检测沼液VFA提供了新途径。     

多模态MRI对血清AFP阴性肝细胞癌诊断的价值

目的探讨多模态MRI在血清AFP阴性肝细胞癌诊断中的应用价值。方法选取100例肝细胞癌患者,根据血清AFP测定结果将其分为血清AFP阴性肝细胞癌组(血清AFP20μg·L~(-1))40例及血清AFP阳性肝细胞癌组(血清AFP≥20μg·L~(-1))60例,比较2组常规MRI征象(形态不规则、信号不均匀、坏死信号、病灶内伴发出血、病灶伴发转移、血管受侵)、增强MRI征象(快进快出、快进缓出、缓进缓出)、三期增强信号值差值(动脉期、门脉期、延迟期)、多b值磁共振弥散加权成像对应表观弥散系数(50、100、200、400、600、800 s/mm~2)、病理分化结果(高分化、中分化、低分化)。结果血清AFP阴性肝细胞癌组常规MRI征象占比均小于血清AFP阳性肝细胞癌组,差异有统计学意义(P0.05)。2组增强MRI征象相比较,缓进缓出占比差异无统计学意义(P0.05);血清AFP阴性肝细胞癌组快进快出占比小于血清AFP阳性肝细胞癌组,快进缓出占比大于血清AFP阳性肝细胞癌组,差异有统计学意义(P0.05)。2组三期增强信号值差值相比较,动脉期数值相接近,差异无统计学意义(P0.05);血清AFP阴性肝细胞癌组门脉期、延迟期均大于血清AFP阳性肝细胞癌组,差异有统计学意义(P0.05)。2组多b值磁共振弥散加权成像对应表观弥散系数随着b值的增加均呈现出下降趋势,差异有统计学意义(P0.05);血清AFP阴性肝细胞癌组均大于血清AFP阳性肝细胞癌组,差异有统计学意义(P0.05)。2组病理分化结果相比较,中分化占比差异无统计学意义(P0.05);血清AFP阴性肝细胞癌组高分化占比大于血清AFP阳性肝细胞癌组,低分化占比小于血清AFP阳性肝细胞癌组,差异有统计学意义(P0.05)。结论在血清AFP阴性肝细胞癌诊断中多模态MRI应用效果较好,可为鉴别血清AFP阴性及血清AFP阳性肝细胞癌提供可靠的影像学依据,具有临床推广应用价值。     

农业知识云服务设计与实现

针对目前我国农业决策支持系统与专家系统的信息呈孤岛格局的现状,农业信息资源和系统存在严重重复性建设问题,提出基于云计算平台的农业知识云服务模式。以知识模型库为基础,运用Web Service及XML技术,设计并实现通用的专家知识模型云端服务。应用结果表明,其为零配置客户端的个性化知识应用系统的构建提供了便捷的工具,为实现“知识即服务”做出了有效的尝试。     

基于环境变量的中国土壤有机碳空间分布特征

研究中国土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)的空间分布特征对SOC储量估算以及农业生产管理具有重要意义。以全国第二次土壤普查2473个土壤典型剖面的表层(A层)SOC含量为研究对象,探寻地形、气候和植被等环境因素对SOC空间异质性分布的影响;以普通克里格法为对照,利用地理加权回归、地理加权回归克里格、多元线性回归和回归克里格模型建立SOC空间预测模型;并分别绘制了中国SOC的空间分布预测图。结果表明:(1)SOC含量与年均降水量、年均温、归一化植被指数、高程以及地形粗糙指数呈极显著相关关系;(2)平均绝对估计误差、均方根误差、平均相对误差和皮尔逊相关系数等模型验证指标表明地理加权回归的预测精度优于其他模型,可以更好地绘制SOC在大尺度上的空间分布特征;(3)较高SOC含量主要分布在研究区东北部、西南部以及东南部,而西北部SOC含量普遍偏低。本文以期从大尺度上探讨土壤属性与环境变量之间的相关关系,为全国土壤属性的空间制图提供一定的解决方案和思路。     

1种农产品图像混合滤波算法的应用

针对农产品图像中的混合噪声,提出了1种有效的滤波算法。首先从噪声检测和标记方法、自适应加权滤波等环节对中值滤波算法进行适当改进,从而提出了1种改进自适应加权中值滤波算法对混合农产品噪声图像进行第1阶段滤波;然后对滤波后图像分别采用3×3滤波窗口、5×5滤波窗口的均值滤波算法进行第2阶段滤波;最后对均值滤波后的图像进行等权融合处理。分别将研究的滤波算法与中值滤波、加权中值滤波、极值中值滤波、均值滤波等算法进行试验仿真对比,结果表明,经过研究的算法滤波后图像清晰度明显高于其余算法且噪声残留程度明显低于其余算法,这对于农产品的高效处理具有一定的借鉴价值。     

加权灰色局势决策理论在迪庆州附子产业发展中的应用

采集14个农户种植的附子的14个性状,应用加权灰色局势决策理论分析了附子母根与子根性状间的关系,综合评价了各附子材料的优劣。结果表明:子根的大根数是决定平均大根重的关键;母根须根数是培养大根重的前提;子根的粗根数与大根重之间存在着必然的联系;玉龙县鲁甸乡甸心一社、维西县保和镇以美上社、德钦县托别老庄、维西县保和镇腊鲁组种植的附子具有较强的生产优势;加权灰色局势决策理论可以克服概率论分析方法的不足。     

基于AHP-CRITIC法的正交设计优选贞芪颗粒提取工艺及促生长作用初步研究

（目的）开发一种具有促生长作用的新中兽药贞芪颗粒,优化其提取工艺并对其促生猪生长作用进行初步研究,为其工业化生产提供参考。（方法）以总多糖、黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷、特女贞苷、红景天苷、干膏得率作为评价指标,采用层次分析法（AHP）、基于指标相关性的权重确定方法（CRITIC）、AHP-CRITIC混合加权法确定各评价指标的权重系数,根据其正交试验结果优化贞芪颗粒提取工艺参数。将100头保育猪随机分为5组,通过在日粮中添加不同剂量的颗粒,连续喂养30天,与空白组和阳性对照组对比,计算平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）和料肉比（F: G）。（结果）AHP-CRITIC混合加权法科学优选出最佳提取工艺参数为复方药材加12-13倍质量的水提取3次（第一次13倍）,每次2.5 h。3批验证试验综合评分均值为98.91,RSD为0.79%。经过30天饲喂,高、中、低剂量组和阳性对照组的料重比无显著性差异（P>0.05）,但都显著低于空白对照组（P<0.05）,其中中剂量组的料重比最低。（结论）AHP-CRITIC混合加权法确定的权重系数客观、真实,优选出的贞芪颗粒提取工艺经验证,合理、稳定,重复性好,此工艺条件下制备的颗粒对生猪具有促进生长的作用。