基于Argo的西北太平洋公海柔鱼渔场垂直水温结构的变化特征

利用2007—2016年Argo温度剖面浮标资料,计算西北太平洋柔鱼作业渔场垂直剖面海水温度和温跃层特征参数,并结合西北太平洋公海柔鱼(Ommastrephes bartramii)同期渔获数据,分析其中心渔场与垂直水温结构的季节性变化关系。结果表明:柔鱼渔汛期为每年的5—11月,其中8、9月是盛渔期,渔场位置相对集中,为150°E～160°E、39°N～45°N, CPUE超过2 t/(d·v);8月前和9月之后渔场相对分散,CPUE相对较低。渔场海洋温跃层上下界对应的海水温度,0～50 m和0～100 m水层温差具有明显的季节性变化。不同水层的水温温差从7月份开始逐步拉大,ΔT_(0-50 m)的平均温差达到了5.17℃,ΔT_(0-100 m)的温差为7.68℃;温差幅度最大值中ΔT_(0-50 m)出现在9月,为9.89℃;ΔT_(0-100 m)出现在9月,为12.64℃;10月和11月ΔT_(0-50 m)、ΔT_(0-100 m)逐步减小。在160°E以西海域,西部传统渔场海域温跃层上界深度处在20～50 m,对应海水温度范围在4～17℃;下界深度位于150～230 m,得出对应的温跃层下界的海水温度范围为3～11℃。渔场垂直水温结构ΔT_(0-50 m)、ΔT_(0-100 m)的值越大,CPUE越高,表明在温跃层水温降低幅度越大,柔鱼资源集聚密度越高,渔获量越好。对渔场垂直水温结构变化特征的研究为西北太平洋柔鱼的渔情预报和渔业生产提供了参考依据。     

阿拉伯海鲐鱼渔场时空分布及其与海洋环境的关系

为了更好地了解和可持续开发利用阿拉伯海澳洲鲐 (Scomber australasicus) 资源,采用2016—2017年1、2、11和12月主渔汛期间我国公海围网渔船在阿拉伯海的鲐鱼生产数据,结合海表温度 (Sea surface temperature, SST)、混合层厚度 (Mixed-layer thickness, MLT)、海面高度异常 (Sea level anomaly, SLA)、叶绿素a浓度 (Chlorophyll-a concentration, CHL) 环境数据,分别构建了以渔获量 (Fish catch, FC) 和作业次数 (Fishing times, FT) 为基础的栖息地指数 (Habitat suitability index, HSI) 模型： FC-HSI和FT-HSI模型。在HIS>0.6的海域,2016和2017年实际渔获量占比分别为76.25%和80.03%。利用2018年的实际生产数据对模型进行预报准确度验证,得出在HIS>0.6的海域,实际渔获量占比分别为45.68%和50.15%,FT-HSI模型的预报结果优于FC-HSI模型。结果表明,基于SST、MLT、SLA、CHL的FT-HSI模型能够较好地预测阿拉伯海鲐鱼的中心渔场。

     

基于GEE和Landsat时间序列数据的海南岛土地利用分类研究

土地利用/覆盖变化（land use/cover change,LUCC）是当前全球变化研究的核心内容之一。土地利用遥感监测是土地利用变化相关研究的重要技术手段,尤其是高分辨率遥感技术和谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）云计算平台的出现,为土地利用空间信息的获取提供了新的途径和方法。本研究基于GEE云平台提供的Landsat-8 OLI时间序列卫星影像数据,采用随机森林（random forest,RF）和支持向量机（support vector machines,SVM）分类算法,对海南岛土地利用类型进行了遥感分类研究。结果表明：RF与SVM算法对海南岛土地利用中水体和建筑用地的分类精度均较高,对耕地、园地和林地分类精度较低。与SVM方法相比,RF分类方法能够更准确识别各类地物信息,更适于海南岛土地利用分类的研究。海南岛林地（包括天然林、橡胶林等）所占比例最大,主要分布在海南岛中部;耕地和园地面积接近,相间分布于海南岛大部分区域;水体和建筑用地面积较小,在海南岛均呈零散的分布状态,以沿海地区为主。GEE平台对于开展大区域土地利用分类与遥感动态监测具有重要的意义。     

基于GLC30数据的近20年海南岛土地利用动态变化研究

土地利用/覆盖变化（land use/cover change,LUCC）是当前全球变化研究的核心内容之一。近20年来,受自然环境和人文社会经济双重影响的海南岛土地利用变化显著,但其时空动态变化特征及其格局尚不明确。基于GLC30全球地表覆盖数据,分析了海南岛近20年来土地利用时空分布格局、时空动态变化。结果表明,海南岛土地利用/覆盖类型空间分布格局以耕地和林地为主,耕地主要分布在沿海地区,林地主要分布在中部山区。2000—2010年海南岛土地利用时空变化格局以林地面积增加为主,主要由耕地、草地、湿地和水体转化而来;2010—2020年海南岛土地利用时空变化格局以耕地和建筑用地显著增加为主,耕地增加主要来源于林地的转化,建设用地的增加则来源于耕地和林地。2000—2020年,海南岛林地和建筑用地面积显著增加,耕地和草地明显减少;湿地、水体、裸地和海域的面积变化较小。林地增加的区域主要分布在海南岛中部山区及东北部文昌市,大部分由草地转化而来;建筑用地主要来自于耕地、林地和草地的转化,另一部分则来自于湿地、水体和海域的开发,主要分布在海南岛沿海城镇居民点的周边地区;耕地减少主要是转化为林地,分布在海南海口、昌江、琼海和万宁等市县;草地减少区域主要分布在海南岛中部山区,转化为林地。2000年、2010年和2020年海南岛土地利用程度在各个时期变化较小,总体数值处于中间偏上水平,表明海南岛土地利用/覆盖变化的稳定性较高,人类对土地的开发强度适中。通过本研究可为海南岛土地利用合理开发及未来海南自由贸易港建设提供科学参考。      

基于TAM视角农户设施蔬菜信息技术接受行为影响因素实证研究

利用京津冀414个农户调查数据,结合技术接受模型,采用结构方程模型对京津冀设施蔬菜生产者信息技术接受意愿的影响因素进行了分析。结果表明:农户对信息技术的使用态度、主观规范、感知行为控制、感知易用性、感知有用性正向影响其技术使用意向,感知风险负向影响其技术接受意愿。感知风险则通过负向影响感知有用性,进而负向影响使用态度,从而负向影响使用意向。随着农户收入水平与文化素质的提高,以及农民的年轻化,感知有用性、感知易用性、使用态度等因素对农户信息技术使用意向的正向作用程度会更强,而感知风险的负向作用程度则会弱化。     

农业遥感技术发展新需求与新挑战

【目的 】农业遥感是中国农业现代化发展的重要技术手段,随着空天遥感技术不断发展,农业遥感步入了快速发展阶段。在中国农业现代化建设的新时期,明确农业遥感发展的新需求和新挑战对于推动农业遥感新发展,更好地服务中国农业现代化具有重要意义。【方法 】文章采用文献综述和总结凝练的方法,回顾和概述了农业遥感技术的发展历程,分析了当前农业遥感发展现状。在中国农业现代化建设新时代背景下,基于国家战略需求提出了当前农业遥感技术发展的新需求,分析了农业遥感技术发展的新挑战。【结果 】（1）当前农业遥感研究覆盖了种植面积提取、长势监测、产量预测、农业气象灾害监测、病虫害监测和气象、土壤等农业环境监测等内容,农业遥感逐渐向更准确、更及时、更自动的方向发展。（2）新时代背景下,农业遥感的新需求主要体现在智慧育种、耕地保护和精细农作等方面;新挑战则主要表现在农业遥感监测层级由表层植被/土壤向根层根系/土壤的发展、遥感观测的时间间隔由周期观测向近实时观测演进、遥感观测尺度由单一尺度向多尺度耦合发展以及遥感观测落脚点由传统的观测结果呈现向实际决策应用的转变。【结论 】农业遥感技术发展新需求和新挑战的提出将有助于研究人...     

农业遥感学科群发展及展望

【目的】农业遥感是科学的重要分支,既具有很强的交叉学科特征,又聚焦非常明确的行业应用场景,文章从“科技创新—行业应用”结合的角度,回顾农业遥感学科群建设的阶段历程,提出农业遥感学科群发展建议。【方法】采用文献综述法、内容分析法、对比论证法等方法,对农业遥感学科群建设阶段进行回顾,对农业遥感学科群建设现状进行介绍,对农业遥感学科群发展提出建议。【结果】我国农业遥感工作始于20世纪80年代初,以成立国家遥感中心、组建农业部农业遥感学科群等为标志,经历了引进学习、技术攻关、理论技术应用协同发展等3个阶段。“十四五”期间,农业遥感学科群围绕高分遥感机理、土地监测监管、农业灾害监测预警开展“一基两翼”重点科技攻关,以科技支撑农业强国建设。【结论】面向未来农业遥感国际学科前沿与国家重大需求,农业遥感学科群还需扩充土壤遥感、作物表型遥感等专业实验室,建设区域实验室与科学观测实验站,推进政产学研一体化,深化国内外交流与合作,高质量推动全国农业遥感创新应用体系建设。     

基于YOLOX的穴盘甘蓝病害检测方法

为实现穴盘甘蓝的智能化管理,针对穴盘甘蓝病害识别存在的光照不均匀、对比度低和待检测目标小等问题,研究了基于深度学习的穴盘甘蓝病害检测算法。该算法结合通道空间注意力机制模块,在特征提取模块对特征信息进行重标定,引导模型关注病害区域特征,抑制背景噪声,降低模型漏检率。并采用自适应多尺度特征融合算法提取穴盘甘蓝病害多尺度特征,充分利用不同尺度特征的语义信息提升小目标的检测精确率。由于算法的检测框定位不准确,在回归损失函数中添加了重叠面积损失、中心点距离损失和宽高损失,对回归任务进行了优化,提高穴盘甘蓝病害预测框定位精度;同时引入变焦损失函数作为分类损失函数,利用权重缩放因子缓解模型训练过程中相似病害类间差距小的问题。结果表明,研究算法对穴盘甘蓝炭疽病、细菌性黑斑病、褐斑病、黑腐病的检测平均精确率分别为97.59%、99.70%、98.69%和97.64%;其平均精度均值达到98.41%,与YOLOX、Faster R-CNN、YOLOv3、SSD、CenterNet算法相比,分别提高了4.96、12.86、18.19、4.71、10.69百分点。     

阿拉伯海域围网渔场时空分布及其与海表环境因子的关系

为了解阿拉伯海海表环境因子对围网作业渔场的影响,采用2016-2017年中国印度洋拖围网生产数据和同期海表温度、叶绿素浓度、表层海流和海面高度数据,统计分析了围网作业重心变化,以及围网CPUE与海表环境因子关系,并利用频次分析和经验累积分布函数计算出最适宜的海洋环境区间。结果表明:阿拉伯海的海表环境、围网作业和渔场重心受印度洋季风影响明显,围网渔场渔汛主要在东北季风期间,渔场重心移动方向与表层季风相似。东北季风期间,围网作业渔场的海表温度呈现由高到低再到高的小幅波动趋势。CPUE随着叶绿素浓度高值区域南北收缩,呈现南北移动纬向特征;且CPUE呈径向分布在西边界流速较大的海域右侧,多出现在海流最大值和最低值中间区域。东北季风期间,围网渔场适宜海表温度在25.5～28℃,叶绿素浓度在0.2～0.5 mg/m~3,表层海流在0.05～0.25 m/s,海表高度0.20～0.35 m。     

果园作业机器人的自主行间导航系统研究

【目的】挂载多种农机具的果园作业机器人能减少果园劳动力投入、降低水果生产成本并提高果园生产效率,其中自主导航系统是果园作业机器人应用研究的重点和难点。【方法】文章针对果园作业机器人GPS导航过程中定位信号易受树叶遮挡及多路径效应干扰等问题,以果园作业机器人初始位置为原点建立世界坐标系,采用拓展卡尔曼滤波算法对通过三维激光雷达结合RANSAC算法获取的果园行直线进行优化,设计结合差速模型和纯跟踪算法的果园自主行间导航算法,并以该算法为基础开发果园作业机器人自主行间导航系统,驱动果园作业机器人沿树行中心行驶并完成自主调头进入下一行的工作。【结果】(1)根据现代化矮化密植果园的环境,果园自主行间导航算法能根据两侧果树行的三维点云,自主生成稳定的导航位置;(2)果园作业机器人能够沿果园行中心位置匀速行驶,并能够实时根据果园行的变化来修正自身的位姿。当速度在0.4 m/s时候,机器人运动的横向平均偏差为0.1 m,航向平均偏差为1.04°;(3)基于果园行宽相等的条件,果园作业机器人能够在行尾自主调头进入下一行,之后沿行内中心位置继续行驶。【结论】该文果园自主行间导航系统设计合理,算法稳定性高,导航精度高,不受驾驶路况的影响,能够满足现代化矮化密植果园作业的自主行驶需求。