连续投影算法融合信息熵选择霉变玉米高光谱特征波长

运用高光谱技术鉴别玉米霉变等级时,因光谱波段数多、数据量大、信息冗余度高,使鉴别工作难度加大。为了减少数据量,获得最有利于鉴别的高光谱信息特征波长,本研究提出了一种连续投影算法(SPA)融合信息熵的特征波长选择方法。首先,对霉变玉米样本高光谱数据运用多元散射校正(MSC)进行光谱预处理以消除噪声,然后利用SPA对处理过的光谱进行波长初选,得到8个初选特征波长,再通过信息熵原理处理初选特征波长下的图像信息,获得最佳特征波长。结果表明,运用SPA融合信息熵法得到有利于霉变玉米鉴别的最佳波长为819 nm,提取该波长下霉变玉米图像的纹理特征后,采用Fisher判别分析(FDA)进行鉴别,6个等级霉变玉米的鉴别正确率高达98.6%,充分证明所给出的特征波长选择方法是有效的。本研究特征波长选择方法可为更好地运用高光谱技术鉴别玉米霉变等级提供指导。     

天津市农田氮肥施用氨排放量估算及分布特征分析

氮素是作物生长的必要营养元素,氮肥施用过程中,会导致氨的挥发,而氨是形成可吸入颗粒物的重要前体物,为了解天津市农田氮肥施用过程中氨的排放,为天津市空气污染治理提供技术支撑,通过获取天津市不同农作物的不同氮肥种类施用量,依据国家环保部推荐的排放因子法和天津市的年均温度,对天津市农田氮肥施用过程中氨的排放量进行了估算和时空分布特征分析。结果表明,2014年天津市农田氮肥施用氨排放量为17 999.91 t,排放强度为3.27 t·km-2;从氮肥种类上看,尿素是最大排放源,贡献率为83.13%,其次是碳铵(13.83%),其他氮肥占比为3.04%;从农作物类型上看,蔬菜是最大的排放源,贡献率为38.91%,其次是玉米(29.43%)和小麦(19.66%),其他作物占比为12.00%。氨的排放系数具有明显的时间特征:中午高,夜间低;8月份最高,1月份最低。在各区县中,武清区氨排放量最大,贡献率为27.06%;津南区氨排放量最小,贡献率为1.14%;另外,宝坻区和蓟县的氨排放量也较高,贡献率分别为20.71%、17.86%。氨具有较强的空间分布差异性,在有氮肥施用的农田排放较高,其他区域排放较低。因此在控制天津市农田氮肥施用氨排放中应加强对武清区、宝坻区、蓟县等区县6—8月份蔬菜种植过程中尿素的科学施用。农田氨的时空分布特征可为天津市空气污染的防治提供科学依据。     

基于视觉里程计的森林样地调查系统研究

以视觉里程计技术恢复连续摄影序列图像位姿,并以恢复位姿的图像为基础构建样地调查系统。该系统通过对图像位姿尺度恢复、定义样地坐标系、标记立木等过程估计样地中立木位置及胸径。用相机对12块半径为7. 5 m的圆形样地进行连续摄影,获取有序图像序列,并使用构建的样地调查系统对图像序列进行处理,以获取样地中立木位置及胸径。实验结果表明,所有样地立木位置估计值x轴与y轴方向的偏差(BIAS)分别为0. 04、-0. 03 m,均方根误差(RMSE)分别为0. 21、0. 17 m;样地中立木胸径估计值的BIAS及RMSE分别为0. 09 cm(0. 51%)和0. 88 cm(5. 03%)。     

苹果霉心病可见/近红外透射能量光谱识别方法

针对苹果霉心病从外表无法识别的难题,提出基于可见/近红外透射能量光谱进行快速无损识别的模型和方法。在200~1 100 nm波段内采集了200个苹果的透射能量光谱数据,随机选取140个样品作为训练集,剩余60个样品作为测试集。用平滑法和多元散射校正对光谱数据进行预处理。基于全光谱、连续投影算法(SPA)提取的12个特征波长、主成分分析(PCA)提取的9个主成分,分别建立了偏最小二乘判别法、误差反向传播人工神经网络和支持向量机(SVM)识别模型。实验结果说明,应用PCA-SVM建立的模型识别性能最优,该模型对测试集和训练集中霉心病果和健康果的识别正确率分别为99.3%和96.7%。基于SPA和PCA所建模型的输入变量数仅相当于基于全光谱所建模型输入变量数的0.99%和0.74%,极大降低了模型的复杂度。研究结果表明,该方法是可行的且具有较高识别准确度,为苹果在线内部品质分级和便携式苹果霉心病检测仪的研究提供了技术依据。     

太湖地区高产水稻生命周期评价

以太湖地区高产水稻典型管理措施为例,应用生命周期评价方法,以生产1t水稻为评价的功能单元,把水稻生命周期划分为原料阶段、农资阶段和种植阶段进行清单分析与影响评价,考虑了能源消耗、水资源消耗、温室效应、环境酸化和富营养化5种环境影响类型。结果表明,太湖地区高产水稻生命周期环境影响潜力大小依次是水资源消耗、富营养化、温室效应、环境酸化和能源消耗,环境影响指数分别为1．45、0．54、O．52、0．32和0．05,环境影响综合指数为0．54。降低稻田水肥投入,提高水分和养分生产效率是控制太湖地区水稻生产体系生命周期环境影响的关键,它在直接减少种植环节资源消耗与污染排放的同时,也间接减轻了上游生产环节的环境影响,从而减缓生命周期的环境影响。     

连作胁迫下大豆对营养元素的吸收

１９９５～１９９６年，研究了在田间条件下，黑土和石灰性黑钙土上连作大豆对营养元素的吸收。试验结果表明，连作胁迫对大豆氮的吸收影响不大；对磷、钾的吸收显著降低；而对钙的吸收量却显著地增加，在石灰性黑钙土上表现得最显著，这与大豆连作障碍的严重程度有极好的相关性。对镁的影响不规律。连作胁迫下大豆对微量元素的吸收一般是呈下降趋势，其中硼的降低最为显著。１９９５年，连作大豆体内铁、锰的含量显著降低，在石灰性黑钙土上极为显著，但１９９６年不具规律性。铜在连作大豆体内含量基本是呈下降趋势，锌在１９９５年不具规律性，但１９９６年两点的结果都表明，连作大豆体内锌含量明显降低。     

万木林自然保护区珍稀特有野生植物

地处中亚热带的万木林自然保护区,植物种类繁多,珍稀特有野生植物资源较为丰富．其中,列为国家Ⅰ级重点保护野生植物有１种、Ⅱ级保护２４种,福建省Ⅰ级重点保护野生植物有１３种、Ⅱ级保护有３种,属福建植物志未记载或有记载未见标本（或产地不明）等的植物有３２种．对其主要珍稀特有野生植物的种类、种群数量、分布生态和保护及发展对策进行了调查、分析与阐述     

高光谱遥感森林信息提取研究进展

针对高光谱遥感技术森林信息提取,详细论述了国内外利用高光谱遥感数据进行森林类型识别、森林郁闭度估算和森林叶面积指数估测等森林物理参量,以及森林化学参量估计和森林健康状态评价等方面的应用研究状况,最后对高光谱遥感森林应用的发展趋势作了探讨.     

基于ArcGIS和二类调查数据的森林资源动态分析系统

以北京市延庆县为例,基于1999年和2004年森林资源规划设计调查(二类调查)数据以及ArcGIS Engine开发平台,研建了具有林业行业特色的森林资源动态分析系统软件。系统除具有一般通用的操作和查询统计功能外,还实现了森林资源统计分析、森林景观格局指数计算分析、森林生态效益计算分析等功能,系统操作简便、高效,为森林资源动态变化的统计分析提供了实用的手段和工具,为今后研建森林资源综合分析评价系统奠定了基础。     

基于二类调查数据的延庆县森林资源生态效益分析

以北京市延庆县为研究对象,利用1999年和2004年两期森林资源二类调查数据,对区域内的森林资源在水源涵养、土壤保育、固碳效益和空气净化等方面的生态效益进行了实物量计算及时空动态分析。结果显示:1999—2004年延庆县森林资源生态效益明显,且有大规模的提升,减少地表径流量、减少土壤侵蚀量、生物量、二氧化硫吸收量和粉尘抑制量增幅分别达到24.11%,19.37%,10.06%,30.77%和33.79%;空间分布更加均衡,作用范围进一步扩大。