基于Sentinel-2影像的冬小麦种植面积早期提取研究

【目的】 文章旨在探讨基于高分辨率多光谱遥感影像进行冬小麦种植面积早期快速提取、冬小麦空间分布情况快速制图与精度验证的方法,为山东省冬小麦高产、优质种植和农艺肥水的处方决策提供全局性信息。【方法】 （1）对Sentinel-2遥感影像数据进行预处理,然后采用历史种植分布数据自动提取与人工选取相结合方式构建冬小麦识别样本库,将样本分为小麦、林地、水体、建筑和道路及其他作物五大类;（2）采用随机森林算法计算机自动分类与影像人工解译相结合的方式,提取研究区冬小麦种植面积,绘制冬小麦种植空间分布图,并进行精度验证。【结果】 （1）解译得到研究区冬小麦种植面积为54.41万hm²,冬小麦种植面积的总体分布精度为97.05%,kappa系数为0.94,解译效果良好;（2）该文提出的方法可实现冬小麦种植面积高精度提取以及快速制图。【结论】 早期精准掌握冬小麦种植面积及空间分布信息,能够为地方政府和农业部门指导农事活动提供科学依据。     

农业绿色发展数据移动采集系统设计与开发

【目的】 为农业绿色发展提供时空大数据、环境监测数据、作物生长数据等数据支撑。【方法】 文章利用遥感解译技术、地理信息技术、空间数据可视化技术，开发了一套农业绿色发展数据移动采集系统。系统支持在手机移动端搭建绿色农业试验基地实场景，实时采集各类实验和环境数据，并查看数据曲线；运用模型对实验采集的各类数据运算后进行评价、分析和排名。 【结果/【结论】 系统使用方便，传输稳定，可靠性高，有效提高研究人员的工作效率，系统可应用于绿色农业多场景多类型数据的采集，包括试验基地和实验方案等基础数据，大气、土壤、水质等物联网环境数据，作物长势、叶面积指数、植株高度等作物生长数据等。     

基于遥感影像数据的土壤制图研究进展

【目的】 数字土壤制图成本低、精度高,是刻画土壤环境变量的新技术和新工具,遥感技术在数字土壤制图业务化应用中发挥了重要作用,但是还存在诸多问题和不确定性。文章总结相关研究进展,以期为基于遥感影像数据的土壤数字制图提供有益参考。【方法】 梳理遥感技术在土壤类型与属性制图研究中的进展情况并进行总结展望,以期更好地发挥高空间、时间、光谱分辨率遥感数据在土壤数字制图方面的作用,为研发新模型、提高土壤制图模型精度提供信息支撑,为第三次全国土壤普查数字土壤制图提供有益参考。【结果】 遥感数据的特征与土壤发生学理论契合并推动了土壤制图的发展,但是,基于遥感的土壤制图技术在快速土壤环境变量因子提取、自适应制图指标筛选、满足多层级制图需求的土壤推测制图模型构建等方面还需要进一步深入探讨。【结论】 为了实现土壤类型与属性制图的业务化、流程化和自动化,未来的研究应该着眼于从“环境变量分析—评价指标体系筛选—预测模型构建”一体化解决方案入手,探讨如何融合多种遥感载荷、综合运用新型模型,以提高数字土壤制图的精度,为农业生产和土地资源管理提供更为精准的信息支撑。     

大田作物病害遥感监测技术及模型的研究现状与展望

【目的】 高效准确监测大田作物病害对作物生产和粮食安全至关重要。文章旨在系统梳理大田作物病害遥感监测技术及模型的研究成果,推动作物病害监测技术发展与应用。【方法】 采用文献检索、归纳总结等方法,系统梳理了国内外大田作物病害遥感监测研究,阐述了大田作物病害遥感监测技术的未来发展趋势。【结果】 （1）阐述大田作物病害遥感监测基本原理,并构建了基本框架;（2）大田作物病害监测遥感数据源主要包括多光谱、高光谱、荧光和热红外遥感;（3）大田作物病害监测遥感模型主要包括统计模型、传统机器学习模型和深度学习模型。【结论】 未来应以病害早期监测、实时监测系统和数据共享为重点突破和研究的方向,为大田作物病害实时或准实时监测预测提供技术支撑。     

基于众包数据和遗传规划算法的农作物遥感智能识别方法

【目的】 农作物空间分布信息是支撑相关科学研究与政策制定的重要依据。当前农作物空间分布遥感分类在理论和技术方法方面取得了长足的发展,但仍面临一些难题,包括地面样本数据的获取困难、作物特征选择存在主观性和冗余、特征构建过程中缺乏针对性和代表性等,导致农作物空间分布遥感分类的效率与精度不足。【方法】 针对这些问题,文章开展快速、准确、低成本的样本获取、特定作物分类的最优特征构建与优选,并分别选择多个研究区开展实证研究。样本获取方面,开发基于“视田”众包的样本获取平台,通过迭代更新的任务采集和历史样本库的方式高效获取地面样本。作物分类方面,提出遗传规划算法为不同作物提取差异化的特征,通过遗传进化思想实现定制化特征的构建,能够在原始特征的基础上构建高层次特征。【结果】 在北方地区,利用“视田”众包工具,由8名工作人员2天内完成了位于义县、辽中区、新民市及开原市4个区域的水稻、玉米、大豆和花生的样本采集,内业工作人员同步进行分类并迭代样本需求,分类的总体精度均大于90%,kappa系数均高于0.87。在南方地区,位于湖北省枝江市区域的春秋两季作物分类结果的总体精度均大于94%,kappa系数均高于0.86。【结论】 该文提出了一套快速、高效开展农作物遥感分类的技术体系：利用众包采集快速扩大样本数量,同时利用遗传规划算法提高样本训练效率。在不同区域、不同作物类型研究区应用,可实时、准确生产农作物空间分布图,总体效果稳定,在支撑科学研究与政策制定方面具有较强的应用前景。     

农业生态多维绩效评价研究进展

【目的】 农业生态多维绩效包括农业生态效率、农业生态承载力、农业生态敏感性、农业生态环境质量和可持续发展能力等,对其进行客观全面的评价能够有效管理农业生产经营方式,为农业决策系统提供支持,有助于可持续发展战略的落实。【方法】 文章分别从评价体系构建、评价指标获取和评价方法选择三方面总结现阶段农业生态多维绩效评价研究进展,并结合国内外实证研究,探究其成果在农业信息化中的应用潜力。【结果】 研究结果表明,农业生态多维绩效研究在国内倾向于作为农业生产者管理农业生产经营方式的数据基础,在国外则偏重农业生态信息系统的创新与模拟。【结论】 该文从适用于小农耕作特点的体系构建,研究结果的完善与推广和农业信息技术的具体应用3个角度提出展望,旨在为我国农业管理与决策以及农业信息化进程提供新思路。     

农业农村时空“一张图”建设及分析应用研究

【目的】 为实现对农业农村各类数据资源统一管理与服务,支撑农业农村大数据体系建设,为农业农村业务工作提供决策支撑。【方法】 文章利用物联网设备、业务信息采集、智慧城市时空大数据平台数据共享等多种方式,结合农业农村业务中涉及的农业、乡村振兴、经营主体等数据,采用数据治理方法,融合成为动态更新的农业农村时空“一张图”,为市-县区-乡镇-农企/合作社/家庭农场提供四级服务,基于大数据分析,探索了产业关联、农业计划指导、乡村振兴建设、农业经营主体等方面的分析应用。 【结果/结论】 基于GIS技术、物联网技术和大数据分析等新一代技术,通过农业农村数据融合治理与共享应用分析,不仅为农业农村大数据建设提供基础,而且为农业农村的高效管理、科学决策提供有效支撑,促进数字乡村的建设。     

果园大数据智能管理与服务平台探索与实践

【目的】 传统数字化果园管理中存在数据存储分散、数据处理效率低、服务能力弱和整个生命周期的农业生产数据缺乏等问题,开发集数据存储、管理、挖掘分析和决策支持等功能于一体的果园大数据智能管理与服务平台迫在眉睫。【方法】 文章通过结合“空－天－地”一体化、数字农业、智慧农业等理念,集成深度学习、概率图模型和知识图谱等人工智能方法,开发了果园大数据智能管理与服务平台。【结果】 平台实现了果树数量自动统计、地理环境感知、农机设备自动化精准感知、果园生产周期数据管理和智能化更新功能,同时平台还提供水、肥、药智能决策服务和智能农机生产作业管控服务。【结论】 该平台在成都市龙泉驿现代农业园区进行应用,实现了桃园生产大数据的智能管理和提供精准生产指导服务。该平台的实现为促进果园智能管理和精准生产指导服务提供技术参考,对实现果园智慧化管理具有重要意义。     

土壤有机质遥感制图研究进展与展望

【目的】土壤有机质是衡量土壤肥力高低的重要指标,土壤有机质制图对了解土壤肥力空间分布格局,开展培肥地力、耕地质量评价、土壤碳循环研究、土壤污染治理等具有重要意义。基于遥感技术的土壤有机质制图是土壤学科新兴的研究方向和热点问题。文章全面总结土壤有机质遥感制图方法的发展和应用,展望未来土壤有机质遥感制图研究趋势,为土壤有机质制图工作提供参考。【方法】该文采用文献综述的方法,回顾和总结了近年来国内外土壤有机质遥感制图研究进展,对比分析了多光谱遥感法、结合遥感数据的土壤有机质预测性制图法、高光谱遥感影像直接法等3类土壤有机质遥感制图方法的优势和局限性;重点分析了影响成像高光谱土壤有机质制图精度的因素,阐述了土壤有机质光谱敏感波段、建模方法选择的研究进展、存在的问题及发展趋势。【结果 /结论】(1)多光谱遥感数据为土壤有机质制图提供了丰富的植被覆盖、土地利用、气候等土壤成土环境因素信息,广泛应用于大尺度范围或复杂地形区域的土壤有机质制图,但表达土壤有机质空间分布细微差异不够精细化;(2)高光谱遥感数据参与土壤有机质制图,提高了土壤有机质制图精细度,但需要加强土壤有机质光谱敏感波段优选以及适宜的土壤有机质高光谱建模方法研究;(3)中红外高光谱遥感具有土壤有机质预测和制图的潜力,该领域的发展值得期待。     

遥感技术的发展现状及在天府粮仓建设中的应用建议

【目的 】促进遥感技术在天府粮仓建设中的应用,助力农业生产高质、高效、可持续发展。【方法 】（1）文章通过文献综述,将遥感技术在农业监测中的研究分为耕地监测、农作物遥感制图、作物长势监测与产量估算。（2）在四川地区复杂应用场景下,具体分析现有遥感技术在区域监测面临的挑战。（3）提出遥感技术助力天府粮仓建设的相关建议。【结果 】遥感技术经过不断发展,建立了成熟的空天地一体化农作物遥感监测技术体系及系列数据产品,在种植结构优化、政策制定、资源有效利用等方面发挥重要作用。然而,在四川地区开展遥感监测仍面临复杂地形、地块破碎、种植制度等挑战。【结论 】为了进一步加强遥感技术在天府粮仓建设中的应用,助力农业高质量发展,提出以下建议：一是加强大模型应用,支持高标准农田建设;二是使用多源遥感数据和深度学习方法,提高景观复杂场景下的遥感制图精度;三是耦合多源遥感数据和各作物农学机理,提高作物长势监测和产量估算能力。     

流式细胞术检测4种提取沙棘核DNA方法的比较

采用4种不同提取细胞核的方法,测定了6个不同沙棘品种的核DNA含量,比较了4种不同提取方法测得的CV值的差异.结果表明:4种提取沙棘核DNA的方法所测得的内标CV值为2.49%～11.31%,待测样CV值为2.53%～12.08%.当Tris.MgCl2法测定时,细胞核全部破碎,故未得到流式图;用Otto's法测得的CV值最小,内标与待测样CV值分别为2.49%～3.35%,2.53%～3.56%.因此,Otto's法为最适宜提取沙棘细胞核DNA的方法.     

动物克隆的理论与实践

动物机体的大部分分化细胞具备全能性 ,成熟卵母细胞胞质中 m RNA、蛋白质等母型信息能使注入其中的细胞基因发生再程序化 ,从而启动新个体的发育。供体细胞和受体卵母细胞的周期和功能状态的同步协调是实现重构胚正常发育的关键。克隆动物的成功受供体细胞、受体卵母细胞以及二者之间的相互作用等多个因素的影响 ,其中的许多规律还未被掌握 ,动物克隆的研究必将揭示这些生物学规律 ,显示其巨大的科学意义     

丝核菌细胞核染色技术的研究

比较了5种不同的染色方法对丝核菌（Rhizoctonia)菌株细胞核的染色效果。结果表明，番红O－KOH的染色效果最好，Giemsa、苯胺蓝－甘油次之，染色效果最差的是苯胺蓝－乳酚油及曲利苯蓝－乳酚油。用番红O－KOH染色方法对分离自13种作物的57个丝核菌菌株进行细胞核染色，其中3个菌株为双核丝核菌，其余54个菌株为多核丝核菌。     

广西巴马小型猪体细胞核移植体系的建立

通过建立广西巴马小型猪体细胞核移植培养体系,为后续转基因克隆猪生产及其相关研究提供最佳条件.试验探讨了盲吸法对猪卵母细胞的去核效率;利用分离到的广西巴马小型猪附睾成纤维细胞作供体构建重构胚胎,探讨6-二甲氨基嘌呤(6-DMAP)和细胞松弛素B(CB)对其后续胚胎发育的影响;利用分离到的广西巴马小型猪腹部成纤维作供体,探讨其对核移植胚胎的发育效率.结果表明:猪卵母细胞盲吸法去核的效率为73.75％;广西巴马小型猪附睾成纤维细胞作供体构建重构胚胎,6-DMAP和CB对其后续胚胎发育没有显著差异(分裂率和囊胚率分别为:89.89％and 6.74％vs.82.95％and 5.68％,P＞0.05);腹部成纤维细胞作供体,重构胚胎的融合率、分裂率和囊胚率分别为55.40％、67.53％和6.49％.采用盲吸法可以对体外成熟猪卵母细胞成功去核,广西巴马小型猪腹部成纤维细胞和附睾成纤维细胞均可作供体成功构建体细胞核移植胚胎,并可以发育到囊胚.     

大白菜核基因雄性不育系的合成转育研究

根据“复等位基因遗传假说”，以大白菜核基因雄性不育系3A为不育源，按照合成转育模式将核不育基因向可育品系sl05中转育。遗传分析表明，可育品系sl05的基因型为Ms′Ms′，新甲型“两用系”和新临时保持系可从3A和sl05的F2后代中获得。以新甲型“两用系”的不育株为母本与新临时保持系进行杂交，获得了不育株率100％的新不育系。     

基于转录组的疏花软紫草低拷贝核基因引物开发

基于高通量的转录组测序,为大量并快速的开发分子标记提供契机。本研究对紫草科植物疏花软紫草进行转录组测序,共得到92042086条reads,从疏花软紫草158446个Unigene中搜索到332个低拷贝核基因。为进行多态性验证,从中随机挑选30个设计引物,并对3个疏花软紫草种群共9个个体进行PCR扩增,结果发现其中16对引物能够扩增出单一稳定的目的条带,从中随机挑选7个片段进行群体测序并计算DNA多态性。结果表明,7对引物的多态性位点平均值为657,单倍型平均值为514,单倍型多态性 （HD） 在0389~0944之间,核苷酸多态性 （Pi） 为000148~001723。通过转录组测序技术开发的低拷贝核基因有较高的多态性,且可以有效地运用于群体遗传学和谱系地理学研究中。另外,这些低拷贝核基因能够被运用于软紫草属植物系统发育重建以及物种形成等研究工作中。     

灰树花交配型鉴定分析

[目的]鉴定灰树花交配型,为灰树花杂交育种提供理论依据.[方法]灰树花孢子萌发后挑取单孢进行镜检,收集孢子单核体;采用原生质体单核化获得原生质体单核体并通过互配确定标准测交菌株T1和T2;采用标准测交菌株与孢子单核体配对及孢子单核体互配后,进行孢子单核体交配型分类,并利用核迁移试验和OWE-SOJ技术鉴定孢子单核体交配型.[结果]分离鉴定获得7 1株灰树花孢子单核体菌株,原生质体单核化获得17株原生质体单核体菌株,其中标准测交菌株Tt(A1B1)10株、T2(A2B2)7株;鉴定71株孢子单核体分别为T1、T2、T3和T4型,其中T1型28株、T2型35株、T3型4株、T4型4株;核迁移试验鉴定T1、T2、T3和T4的交配型分别为A1B1、A2B2、A2B1和A1B2,OWE-SOJ鉴定结果分别为A1B1、A2B2、A1B2和A2B1.[结论]灰树花属于四极性交配型系统,其交配型分析应以核迁移试验为准,OWE-SOJ技术不适用于灰树花的交配型分析.     

稳定核素范围整数规律和上界核坐标为44的论证

在引入两新参量S和H的核素图中，由稳定核边界分布规律的分析得到：偶Z界核对应区的Z下界核坐标增量ΔS的8，4，2递变，以及坐标差K为偶常数12－－8的偶偶核上界核和偶Z52－80的下界核的坐标增量ΔH的8，8，4，4，2，2递变，并由此推出，稳定区的两坐标上限都应该是44。     

动态核事故农业后果评估模型开发及应用研究

为了评估核事故对农业生态环境的影响,建立了动态核事故农业后果评估模型AgrRAM(Agriculture radioactivity assessment Model)。AgrRAM基于动态模型理论,从沉积计算开始模拟了放射性核素在农业环境中的动态迁移过程,真实地反映了核事故后农业辐射效应。用AgrRAM模型以田湾核电厂为中心进行200 km×200 km范围的假想事故模拟计算,计算了不同事故时间典型农产品比活度空间分布及时间序列,说明AgrRAM具有动态模拟核事故农业后果的功能。计算结果表明:事故发生时间与农产品的生长特征密切相关,134Cs在不同事故时间农产品中的最终活度变化为1～2个数量级,131I不同事故时间对最终活度的影响达1～5个数量级;相同条件下,农作物中131I的活度水平衰减较快,如果收割时间距事故时间间隔较长,则131I的辐射危害较小。模型参数灵敏度测试显示转移因子对活度水平影响显著,尤其是只有根吸收的作物。模型的可靠性验证分析显示,AgrRAM与保守的平衡模型结果偏差在5倍左右,说明了AgrRAM结果的可靠性。     

金属与非金属元素的判别

本文从原子的价层电子位能与金属特性的关系导出金属和非金属的界线方程式,A=z~*/r_k+1/r_k-12.86=0,此处Z~*为有效核电荷,r_k是原子实半径。当A>0时,该元素为非金属:A<0时即为金属。同时得到过原点直线B=Z~*-4.21r_k=0,将金属区划分为强金属和两性金属元素。在此函数A的意义较为明确,所得到的金属和非金属的分界线也比前人有所改进。