多传感器信息融合技术及在农业工程中的应用前景

多传感器信息融合技术是20世纪80年代形成和发展起来的一种自动化信息综合处理技术，具有改善系统性能的巨大潜力。该文介绍了近年来多传感器信息技术在智能检测、智能制造、工业控制、工业机器人、智能交通、遥感以及农业工程等方面的应用研究与进展。特别指出了在农业工程领域中的应用前景广阔，目前可逐步应用于智能检测与控制系统、生产过程监视、精确农业技术、农业资源和农业环境的观测及监控方面，其将为农业生产的信息化和知识化提供技术上的支持。     

豇豆胰蛋白酶抑制剂和硫氧还蛋白的融合表达和活性测定

采用融合蛋白表达技术，通过1个人工设计合成的柔性接头，将豇豆胰蛋白酶抑制剂(cowpea trypsin inhibitor,CpTI)基因与表达载体上的硫氧还蛋白(thioredoxin )基因连接，构建了融合表达载体。将表达载体转入大肠杆菌(Escherichia coli )GI724，通过色氨酸诱导获得高效表达，产物以可溶状态存在。活性测定显示，融合蛋白具有抑制胰蛋白酶的生物学活性。以大豆胰蛋白酶抑制剂为参照，将融合蛋白热处理后进行活性测定，发现它具有较好的热稳定性。将肠激酶(enterokinase)与融合蛋白在37 ℃作用16 h，可获得切掉thioredoxin的CpTI蛋白。活性测定显示，切除thioredoxin后CpTI的胰蛋白酶抑制活性比同样处理条件下的thioredoxin-CpTI明显下降，比活力仅为原来的80%，说明融合蛋白具有更高的稳定性。研究结果为thioredoxin-CpTI作为一种生物农药的应用奠定了基础。     

黑河流域ASTER与MODIS融合生成高分辨率地表温度的验证

融合多源遥感数据生成高时空分辨率数据具有重要的应用价值。为了解决高空间分辨率数据重访周期长及云雨天气带来的数据短缺问题,该文基于增强自适应的遥感图像时空融合方法(enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model,ESTARFM),使用多时相MODIS数据提供地物时间变化信息,结合ASTER影像提供的空间细节信息,选择多波段数据(可见光近红外数据和地表温度数据)共同作为输入变量融合生成高时空地表温度。融合结果分别与地表红外辐射计观测温度和ASTER温度产品进行了验证。验证结果表明:基于ESTARFM方法降尺度地表温度影像清晰,融合结果与地表红外辐射计观测温度呈显著的线性正相关关系,相关系数均高于为0.71,预测得到的地表温度与真实测得的数据的平均绝对偏差均低于2.00 K,均方根误差均低于2.60 K。与ASTER地表温度产品的验证中,整体验证结果的R2均在0.95以上。此外,ESTARFM方法在各个地类中的融合效果较好,均表现出非植被区域的相关性高于植被和水体,尤其在2012年8月27日非植被的R2达到0.91。     

基因融合技术及其应用

基因融合技术以其快捷、高效生产多功能蛋白的优势，近年来在生物学领域中得到了愈来愈广泛的应用，结合本实验室的相关研究，简要综述基因融合技术、影响基因融合的主要因素以及融合基因的主要应用。     

基于显著和模糊检测的浅景深作物病害图像分割

大多数现有的基于图像的作物病害诊断方法往往对输入图像的质量具有很高的要求,例如要求背景简单、大景深等等。因此这些方法的预处理过程中需要去除复杂背景,然而这个预处理较难获得理想的结果。此外,当作物病斑面积较小时,会使得获取的图像景深较浅,也导致了这些方法难以抽取精确的病斑区域。为了解决上述问题,该文提出一种利用目标检测来分割病斑图像的方法。首先,该方法对抽取的结构特征和颜色特征进行整合并对特征空间进行量化,从而得到作物病害图像的显著区域。该方法不需要进行去除复杂背景的预处理过程即可得到病斑区域的图像;同时,为了处理浅景深的病害图像,引入了模糊检测方法用以进一步过滤背景和模糊区域的图像。试验中利用多种黄瓜和水稻病害的图片,将该方法与阈值法、图切割法进行了对比,结果表明该方法在效率不明显降低时,其分割效果明显优于阈值法;在分割效果差异不大时,其运行效率明显高于图切割方法;同时,该方法能够对浅景深的作物病害图像的病斑区域进行有效的分割。     

基于水质-声音-视觉融合的循环水养殖鱼类摄食强度识别

在工厂化循环水养殖中，准确识别鱼类摄食强度是实现精准投喂的前提和关键。水质、视觉、声音等单模态数据均可用于评估摄食强度，但单一模态往往具有片面性，难以完全反映全局特征，存在识别精度低、可移植性差等问题。多模态方法通过融合不同模态的特征，可为摄食强度量化提供新的手段。基于此，为融合鱼类摄食中的“水质-声音-视觉”信息，实现高精度的鱼类摄食强度量化，该研究在多模态Transformer（multimodal transformer，MulT）的基础上，提出一种多模态融合的鱼类摄食强度识别算法Fish-MulT。首先，从输入的水质、声音和视觉数据中提取特征向量；其次，利用多模态转移模块（multimodal transfer module，MMTM）对输入的特征向量进行融合，得到3种融合向量；然后对融合向量添加自适应权重并相加，得到融合模态；最后，利用融合模态将MulT算法中各模态分支的跨模态Transformer（cross-modal transformer）从2个优化为1个。试验结果表明，与MulT算法相比，本文算法的鱼类摄食强度识别准确率由93.30%提高到95.36%，参数量减少38%。与水质、声音和视觉单模态相比，准确率分别提高68.56%、21.65%和3.61%。可用于制定精准投喂策略，并为开发智能投喂系统提供技术支持。     

输油气站场智能巡检系统设计与实现

随着智能管道建设与区域化管理的推进,对输油气站场的智能化提出了更高要求。针对目前输油气站场以人工巡检为主,各监控系统相互独立的问题,设计了输油气站场智能巡检系统。通过三维建模技术,建立站场实景三维模型,将站场的视频实时监控画面拼接融合至三维模型,实现对站场全景的一张图管理。梳理站场巡检需求,开发视频智能识别算法,实现对站场不安全事件的智能识别;设置巡检路线制定、历史视频回溯等模块,实现对站场全景的自动巡检。将该系统应用于中俄东线天然气管道工程黑河首站,测试效果表明:该系统可根据巡检路线自动巡检,对典型威胁事件智能识别并报警,其应用提升了站场的智能化水平,为智能管道建设提供了技术支持。     

利用同源菌株融合改良农抗5102产生菌Ⅰ.原生质体的制备、再生和融合

报道了农抗５１０２产生菌同源菌株９０－１１、ＦＲ－００８及ＷＨ－１相互之间融合研究的前期结果。３菌株原生质体制备的适宜酶解温度和时间均为３２℃和１．０～１．５ｈ，但所需溶菌酶量则有异：９０－１１为２～４ｍｇ／ｍｌ，ＦＲ－００８为６ｍｇ／ｍｌ，ＷＨ－１为２ｍｇ／ｍｌ。将各菌株的原生质体在－２０℃下冻存１个月内的相对再生率可维持在７０％以上，２个月以内仍可达６０％以上。以５０％ＰＥＧ１０００诱导融合各组合的融合频率是，９０－１１×ＷＨ－１为１０－２，ＦＲ－００８×－９０－１１以及ＦＲ－００８×ＷＨ－１均为１０－３。     

提高细胞融合率和杂交瘤细胞过量生长的方法

B淋巴细胞促分裂素—鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium,STM)细胞壁水溶性蛋白提取物的应用,以及延迟使用HAT的选择性培养基等条件的改进,使细胞融合率提高到90％以上。分泌特异性抗体的杂交瘤细胞系阳性率提高到50％以上。并得到了不同类和亚类的单克隆抗体。本文也对某些影响杂交瘤细胞生长的因素和条件作了讨论。     

难栽培食用菌原生质体融合技术研究进展

大多数难栽培食用菌都与植物有共生或寄生关系,人工栽培出菇问题一直无法解决.原生质体融合技术是近几年来迅速发展起来的细胞工程育种技术,它去除了细胞壁的屏障,实现了远缘杂交,为难栽培食用菌育种提供了新方法.本文着重介绍了难栽培食用菌原生质体融合技术,并概括了其发展前景.