不同土壤水分条件下玉米叶片/冠层气孔导度的光谱监测模型

通过玉米水分控制试验,测定不同水分条件下各生育期叶片气孔导度、叶面积指数和冠层光谱反射率等,以分析玉米叶片气孔导度的变化规律及其与光谱植被指数的相关性,从而建立基于光谱植被指数和土壤湿度的叶片气孔导度模型。结果表明：玉米在可见光区和近红外中、长波区的反射率随着土壤水分的降低而上升,但叶片气孔导度（Gs）、叶面积指数（LAI）、比值植被指数（RVI）和归一化植被指数（NDVI）随着土壤水分的下降而降低;玉米NDVI和RVI与单叶片和冠层气孔导度均呈极显著指数函数关系（P〈0.01）,且对单叶片气孔导度的拟合效果优于对冠层导度的拟合效果,而经土壤湿度订正的RVI监测模型优于NDVI监测模型。表明通过测定冠层反射光谱率可实时、迅速地定量监测玉米叶片的气孔导度,为大面积作物气孔导度估算奠定基础。     

基于MODIS的雪情监测及其对农业的影响评估

2009年11月中旬,中国中部地区出现了大范围持续低温、雨雪、冰冻天气气候事件,造成了积雪灾害。本文利用连续多天的MODIS遥感数据,通过计算归一化差分积雪指数（NDSI,Normalized Difference SnowIndex）分析了北京、河南、河北、湖北、山东、山西、陕西7个地区的积雪状况,对积雪发生的时空特征进行了动态监测,并对监测省份农业受到的影响进行评估。结果表明：监测区整个降雪过程积雪面积呈单峰型变化,11月15日积雪面积最大,15日以后积雪面积开始减少,24日监测区积雪基本融化;山西省为本次降雪过程的核心区域,累计积雪总面积为62.89×10^4km^2,陕西、河南、河北省次之,分别为40.10×10^4km^2、37.62×10^4km^2、37.58×10^4km^2,山东、湖北、北京受积雪覆盖影响较小,积雪总面积分别为10.42×10^4km^2、8.52×10^4km^2、0.42×10^4km^2;监测期间油菜作物均处于出苗期,持续积雪覆盖会对其产量造成一定影响。已进入越冬期的冬小麦,稳定的积雪覆盖会产生积雪融水,进而土壤墒情得到改善,有利于作物来年生长。尚未进入越冬期的冬小麦抗寒能力较差,持续低温积雪对其生长及产量造成不良影响。     

基于时间序列环境卫星影像的作物分类识别

环境星影像具有较高的时间和空间分辨率,利用其时序遥感数据进行作物信息提取优势明显。该文以黑龙江垦区友谊农场作物为研究对象,利用2010年6月至9月共10景HJ-CCD数据进行作物种植分类信息提取。首先,通过SPLINE算法对云影响区域插值去噪,重构时间序列影像数据;其次,通过分析试验区主要作物的光谱和植被指数时序变化特征,构建基于决策树分层分类的主要作物遥感分类模型,成功提取了黑龙江友谊农场大豆、玉米和水稻的种植信息,分类总体精度达到96.33%。同时,将分类结果同基于时间序列植被指数影像的支持向量机和最大似然法分类结果相比较,结果表明,决策树分类效果最好,支持向量机次之,最大似然分类较差。研究表明,通过去云处理后构建的时间序列HJ卫星遥感影像,结合作物的光谱和典型植被指数时序变化特征,借助于决策树分类方法能够有效提高黑龙江垦区主要种植作物分类的准确性和精度。     

极端干旱区生态信息表达方法

极端干旱区生态过程与生态现象具有特殊性,分析生态信息的表达模式与方法,对于进一步认识与理解其内涵、特征及规律具有重要的理论价值与现实意义.以20世纪90年代初、2000年的TM和2005年的CBERS-2/CCD影像作为提取生态景观信息图谱的基础资料;依据干旱区MODS特有的耦合关系,将我国极端干旱区的新疆吐鲁番划分为4个一级类型与13个二级类型.同时,借助GIS符号库,从客观真实性与美观实用性等角度,设计了景观生态专题制图符号体系;极端干旱区景观生态信息图谱模式由图形和特殊符号,描述性数字参数,数学模型3个成分组成;在ERDAS 8.5及ArcGIS 9.0的支持下,编制了景观生态专题图,最终实现了景观要素的图谱表达.     

改进的综合气象干旱指数CI_（new）及其适用性分析

针对综合气象干旱指数CI的＂不合理旱情加剧＂问题,采用线性递减权重方法计算近90d降水和可能蒸散,提出改进的综合气象干旱指数CInew,并从干旱过程描述能力、干旱频率及旱期相对少雨季节滞后特征方面,通过与CI相比较阐述CInew的适用性特征。结果表明,（1）CInew在无降水时段平稳下降,有效克服了CI的＂不合理旱情加剧＂问题,能够描述干旱发生、发展和结束过程的丰富细节;（2）CInew的干旱频率与CI相比没有统计意义上的差异,但由于新的相对湿润度指数项MI90new统计时段由原来的30d延长至90d,使CInew能够刻画干旱频发开始月份（11月）相对于少雨时段开始月份（10月）的滞后效应。本文可为CInew在国内其它地方推广应用提供参考。     

水资源承载力的研究进展

水资源是人类赖以生存和发展的自然资源,是生态环境的控制性因素之一,同时又是一项重要的战略性经济资源,正日益影响着全球的环境与发展。我国水资源短缺、水旱灾害频繁。长期以来,社会经济发展一直受缺水困扰。水资源承载力作为衡量地区可持续发展的重要指标已成为水资源研究中的一个热点问题。为此,在总结水资源承载力研究现状的基础上,分析了取得的成果及其中存在的问题,并提出了今后水资源承载力的研究重点。     

分布式农业水网闸站监控系统

设计了基于MSP430的数据采集终端装置,采用小型PLC控制技术、变频调速技术实现了闸站的闸门启闭控制.基于GPRS/GSM混合无线通讯方式实现了远程控制和监测数据采集.本文介绍了系统的工作原理,并对其进行了总体设计和系统硬件设计.经调试运行证明,该系统方案可行,且易于实现.该方法能有效提高农业水网中闸站的工作可靠性及自动化程度,具有普遍意义.     

基于领航—跟随法的编队机器人的研究

随着时代的进步,以机器人为代表的人工智能产业正在逐步发展。多机器人的协同控制已经成为当今机器人技术研发的热点方向。文章对目前的多机器人编队进行总结归纳,并且提出通过计算机视觉实现多机器人编队控制的优化,将计算机视觉融入机器人的协同控制,此研究在机器人灵活作业方面具有一定的参考价值。     

基于改进YOLOv5算法的农田杂草检测

随着智慧农业技术和大田种植技术的不断发展,自动除草具有广阔的市场前景。关于除草剂自动喷洒的有效性,农田杂草的精准、快速地识别和定位是关键技术之一。基于此提出一种改进的YOLOv5算法实现农田杂草检测,该方法通过改进数据增强方式,提高模型泛化性;通过添加注意力机制,增强主干网络的特征提取能力;通过改进框回归损失函数,提升预测框的准确率。试验表明,在芝麻作物和多种杂草的复杂环境下,本文方法的检测平均精度均值mAP为90.6%,杂草的检测平均精度AP为90.2%,比YOLOv5s模型分别提高4.7%和2%。在本文试验环境下,单张图像检测时间为2.8 ms,可实现实时检测。该研究内容可以为农田智能除草设备提供参考。     

华北地区降水过程分析研究

利用NCEP/NCAR再分析资料,对2012年7月21～22日华北降水过程进行了系统分析,结果发现:NCEP/NCAR再分析资料的降水低于站点观测值,从空间分布上来看,华北、东北以及西南部分地区降水为明显的正异常;这次降水500hPa环流形势为三高并存的状态(阻塞高压,日本海高压以及青海高压),925hPa有明显的超低空南风急流,700hPa存在南北向华北切变线,200hPa副热带西风急流在40°～50°N之间,分为两个中心,分别位于高原以北以及华北北部地区,因此降水区域表现为明显的低层辐合以及高层辐散;降水区为一致的上升运动,在副热带西风急流以北,对流层下层有明显的经向垂直正环流,而在副热带西风急流入口区到南亚高压东部脊线以南对流层中上层有明显的经向垂直反环流,经向垂直环流使得上升运动强烈。