基于B样条曲线的水稻叶片几何参数测量系统

基于B样条曲线的水稻叶片几何参数测量系统能无损、精确获取水稻叶片几何参数,可为农学研究提供精准数据。该研究分析了B样条曲线拟合基本原理,采用1次B样条曲线获取水稻最大叶宽,基于3次B样条曲线交互绘制手势轨迹曲线逼近叶脉获取水稻叶长,控制点数量和位置可人工干预,实现轨迹曲线实时调整。运用变异系数和均方根误差评价测量结果,结果显示,叶长变异系数为2.4%,叶宽变异系数为5.4%,均小于15%,测量结果精度较高;建立系统预测值和实测值线性回归拟合模型,水稻叶长均方根误差为1.534 0 cm,叶宽均方根误差为0.101 9 cm,系统预测能力较好。利用B样条曲线测量叶片几何参数,前期图像获取简便,能够真正实现便捷、无损、准确获取水稻叶长、叶宽,为水稻叶片几何参数的测定提供了一种新的测量方法,可满足农业科学研究基本需要。     

基于图像分割的苹果叶片几何参数计算

针对传统方法和叶面积仪法测定作物叶面积、叶长、叶宽等参数费时费力,成本高等问题,提出苹果叶面积、叶长、叶宽和周长的图像测定法。首先采用颜色空间转换法转换RGB(红、绿、蓝)图为HIS(色调、亮度、饱和度)图,并以大津法(Otsu)阈值色调(H)获取二值图像;再根据二值图中苹果叶边缘像素坐标分布特征,计算叶长、叶宽和叶周长,根据苹果叶片像素数计算叶面积;最后对叶长、叶宽和叶面积的计算值与实测值之间进行均方根误差(RMSE)和决定系数(R~2)计算,并以测定硬币周长的方式验证周长算法。结果表明:苹果叶面积、叶长、叶宽的RMSE值分别为0.58cm~2、0.46和0.10cm,R~2值分别为0.99、0.93、0.97,测定的1元、5角、1角硬币的周长分别为7.68、6.42和6.10cm。RMSE取值较小和R~2取值较高表明叶面积、叶长和叶宽算法结果可靠,周长算法验证结果表明周长计算值与实测值之间差异较小。     

基于PROSAIL模型的水稻叶片生物量反演

为解决水稻叶片生物量反演模型普遍存在的泛用性与机理性较差的问题,利用无人机高光谱遥感平台获取水稻冠层400～1 000 nm的高光谱反射率信息,对PROSAIL模型进行参数敏感性分析,根据分析结果利用连续投影法提取敏感波段,在此基础上,结合PROSAIL作物辐射传输模型与水稻高光谱数据,运用秃鹰算法（BES）对PROSAIl模型的生物量参数进行数值优化,从而快速、精准实现水稻关键生育期的叶片生物量反演。结果显示：运用改进Sobol方法对水稻叶片生物量进行全局敏感性分析,敏感区间为700～1 000 nm。对敏感区间内光谱利用连续投影法提取了750、788、898、940、962、999 nm等6个水稻叶片生物量特征波长。结合PROSAIL模型与BES优化算法,构建了PROSAIL-BES数值优化方法。以水稻特征波段光谱反射率为模型输入,通过PROSAIL-BES数值优化方法对PROSAIL模型参数进行校正,叶片生物量反演结果 R2为0.694,RMSE为0.002。结果表明,与传统机器学习模型的反演结果对比,PROSAIL-BES数值优化方法具有更好的反演精度,在水稻生物量反演领域具有...     

甘肃啤酒大麦叶片生长特征模拟模型研究

通过对3种不同品种甘肃啤酒大麦叶片的生长过程的连续观测和系统分析,采用Richards方程描述了不同叶位叶片的叶长、叶宽和叶面积的动态生长过程,构建了大麦叶片生长特征的模拟模型,并用不同品种的大麦进行检验.结果表明:模型对不同品种大麦叶片叶长的RMSE值在0.76~2.74cm之间,叶宽的RMSE值在0.013~0.35cm之间,表明模型具有较好的相关性和预测可靠性.     

基于全极化Radarsat-2数据的水稻生物量估算模型

依据苏州东桥试验区水稻生长期观测数据,采用多时相水稻拔节到抽穗期全极化Radarsat-2数据,分别分析了不同极化HH、VV、CROSS、比值HH/VV的雷达后向散射系数时域变化特征与生物量的相关关系,构建水云模型、二次多项式模型和指数模型反演水稻生物量。反演结果表明:HH、CROSS水云模型都有不错的反演效果,相关系数分别为0.910、0.902,而HH水云模型反演生物量尤佳,均方根误差为0.190。指数模型普遍优于二次多项式模型,HH/VV指数模型效果出众,相关系数为0.929,均方根误差为0.164。通过比较分析不同极化的水云模型、二次多项式模型和指数模型,HH水云模型与HH/VV指数模型反演水稻生物量精度相对较高。     

人参叶片比叶重特性的初步研究

１９８５－１９８７年三年间测得人参叶片比叶重的变化范围在１６５－４４０ｍｇ／ｄｍ＾２之间，一年生和四年生人参叶片比叶重较高，三年生和六年生人参叶片比叶重较低。人参叶片比叶重受生长期间光照条件的影响，随着荫棚透光率的增加，人参叶片比叶重增加，当荫棚秀光率超过４５％时，比叶重呈下降变化，人参叶片比叶重在整个生长节呈双峰曲线变化，高峰出现在６月下旬和８月上旬。弱光下人参叶片比叶重的季节性变化不明显。     

基于水稻三维模型的表型参数提取及生物量估测

基于二维图像的水稻表型检测方法缺乏空间维度信息,难以提取全面的水稻表型参数,因此建立水稻三维模型进而提取全面的水稻表型参数具有重要意义。体积是指示水稻生长状况的重要参数,如何在不破坏水稻植株的前提下获取水稻体积参数是当下研究中仍有待解决的问题。基于上述考虑,提出一种基于水稻三维模型的表型参数提取及生物量估测方法,实现在不破坏水稻植株的前提下提取水稻体积参数并估测水稻生物量。以盆栽水稻为对象,首先利用Alpha-shape算法重建其三维模型,然后提取并评估水稻株高、茎粗、植被覆盖度、体积参数,并基于体积参数估测水稻生物量。结果表明,空间雕刻方法可以重建高精度的水稻三维模型,并准确测算水稻表型参数及生物量,其中水稻株高、茎粗、单株植被覆盖度均方根误差（RMSE）和平均绝对百分比误差（MAPE）分别为63.27 mm、4.01 mm、5.04%和7.15%、14.91%、12.59%,水稻生物量RMSE和MAPE分别为62.44 g、19.25%,均优于现有三维重建软件的测算结果。     

水稻稀植后光合生理特性的研究

不同群体下 ,水稻的光合特性发生明显变化。随着群体变小 ,叶片叶绿素含量增加 ,比叶重加大 ,光合速率提高 ,净同化率下降速度慢 ,下降时间短 ,群体生长率最大值出现时间推迟 ,植株内部通风透光好 ,光合作用强。     

FACE水稻叶面积指数的模拟研究

为了明确开放式空气CO2浓度增高（FACE）对水稻叶面积动态的影响,借助我国的稻/麦FACE技术平台,以武香粳14为供试品种,设置不同施N量处理,对FACE条件下水稻LAI动态进行研究,并构建了相应的模拟模型。模型以时间为驱动因子,以水稻叶片干物重（LDMW）及比叶重（SLW）为研究对象,确立了LAI随LDMW及SLW的动态变化过程。模拟结果表明,大气CO2浓度增加后水稻叶片干物重随之增加,而比叶重保持不变,因此LAI相应增加,施N量越大这种趋势越明显。通过不同年份试验数据对模型的验证,表明模型拟合程度高,具有较好的适应性和预测性。     

水稻稀植后光合生理特性的研究水稻稀植后光合生理特性的研究

不同群体下,水稻的光合特性发生明显变化。随着群体变小,叶片叶绿素含量增加,比叶重加大,光合速率提高,净同化率下降速度慢,下降时间短,群体生长率最大值出现时间推迟,植株内部通风透光好,光合作用强。     

水稻叶脉发育的研究进展

叶脉能够运输营养物质和水分,同时还为植物叶片提供机械支撑力,以维持正常的形态结构,从而有利于其生理功能的正常发挥。水稻侧脉的数量直接与叶片宽度成正比,叶片的合适宽度、长度以及直立度都影响其光合效率。因此,对水稻叶脉微管束系统的形态发育以及分子机理研究就显得相当重要。综述了近年有关水稻叶脉发育的细胞以及分子机制的研究进展,以期为研究者提供参考。     

Preliminary Studies on Thickness of Nondestructive Rice （Oryza sativa L.） Leaf Blade

Two varieties, Yuexinzhan and Guangchao 3, were used to study leaf thickness in rice in this experiment. The thickness of the leaf blade was measured by the nondestructive leaf thickness instrument, which was modified from the thickness instrument for steel objects （John Bull, England）. The contacting area between the leaf and the probe of the instrument was 0.5 cm^2. There was no significant difference between the thickness of steel materials measured by the nondestructive rice leaf thickness instrument and the micrometer. The correlation between the thickness of the rice leaf blade measured by the nondestructive rice leaf thickness instrument and the specific leaf weight （SLW） was significant （P 〈 0.05 or P〈 0.01）. The results also showed that the rice leaf thickness was uneven and asymmetric. The thickness and SLW of flag leaf tended to increase from the base to the tip of the leaf blade. The middle part of the second and third top leaf was the thickest, but no significant difference in thickness between the basal part and the fore part was found. Drawing a line on the main vein in the top three leaves, the left part was thinner than the right part. The thickness of the lower leaves （6/0-9/0） on the main culm tended to increase with increasing positions of the leaves in the early and middle stages, but the tendency was not the same for the higher leaves （10/0 upwards）, although the higher leaves （10/0 upward） were thicker than the lower leaves （9/0 or downward）. Furthermore, different CO2 concentrations （550±30, 460 ± 30 μmol mol^-1） in the growth boxes had no effect on the thickness of rice leaf blades. It can be concluded that the measurement of rice leaf thickness using the nondestructive rice leaf thickness instrument is simple, precise, and nondestructive.     

基于图像处理的水稻叶片三维可视化研究

介绍利用数字图像处理技术提取水稻叶片几何参数及边缘轮廓曲线的方法,分别利用三角网格化技术和贝塞尔曲线来描述叶片边缘信息,并对2种方法进行比较。通过二次生长曲线方程实现了水稻叶片的三维建模及可视化表达。     

基于多段式等比例点的水稻叶片几何模型研究与三维实现

在试验观测的基础上,通过对水稻叶片在不同时期、等比例截断点的叶长与叶宽之间定量关系的分析,利用一条二维曲线与多段3阶B样条联合曲线共同构建水稻叶片几何模型,以便更准确地模拟出水稻叶片的虚拟生长.实践证明:该方法能够较为准确地根据叶长、叶宽、叶形等参数模拟水稻生长叶片,且与生产中水稻叶特征变化相一致.利用水稻叶片在各时期的空间坐标试验数据对叶曲线方程进行模拟分析,结果表明基于多段式等比例点的叶曲线方程可以更加准确、可靠地表现水稻叶曲线特征.     

萝卜叶面积测定方法研究

以春萝卜品种"韩国白玉"作为试验材料,以叶长、叶宽、叶干重、叶鲜重等作为指标,计算出叶面积与有关指标的回归方程。结果表明这些回归方程与指标的关系均达极显著水平。这为萝卜叶面积的测定提供了一个简单实用的测定方法,特别是通过叶长、叶宽与叶面积的回归方程可不破坏植株从而测出田间萝卜植株的叶面积。     

环境条件对水稻籼型软米品种粒形的影响*

 将毫木西等15个软米品种和11个对照品种分别种植于德宏和水富两地，研究软米的粒形在不同的环境条件下的变化。结果表明，软米粒形受环境的影响与粘米和糯米不同。软米的粒长在不同的环境下的变化未达显著水平；粒宽和长宽比都达到了极显著水平。不同的软米品种粒形受环境影响的程度不一，从而可选出粒形变化较小的品种。本试验选出了粒形在不同环境条件下变化较小的毫木占、毫磨牙、八宝米3个软米品种，可作为软米杂交稻品质育种的亲本材料。