北京山区不同植被恢复类型土壤质量综合评价

[目的] 综合评价北京山区不同植被恢复类型土壤质量,并进一步确定影响土壤质量的关键因素,为该地区植被恢复与重建提供数据支撑。[方法] 以立地条件相近的侧柏纯林、油松纯林、侧柏油松混交林、侧柏针阔混交林、油松针阔混交林、落叶阔叶混交林和无林地(对照)为研究对象,测定14个土壤理化指标作为土壤质量评价的总数据集(TDS),采用主成分分析法(PCA)和Pearson相关性分析建立土壤质量最小数据集(MDS),利用线性(L)和非线性(NL)2种评分方法计算土壤质量指数(SQI)和一般线性模型(GLM)确定影响土壤质量的关键因素。[结果] 植被恢复后相较于无林地,土壤容重、砂粒含量下降,而有机质、全氮、全钾、速效氮、速效钾等土壤养分含量增加。筛选出的研究区土壤质量评价MDS指标为全氮、砂粒、全钾、pH、有效含水量。4种方法(SQI-LT、SQI-NLT、SQI-LM、SQI-NLM)下,不同植被恢复类型的SQI值排序均为落叶阔叶混交林＞侧柏针阔混交林＞油松纯林＞油松针阔混交林＞侧柏油松混交林＞侧柏纯林＞无林地,植被恢复后土壤质量显著提升。SQI-NLM的土壤质量评价方法在北京山区具有更好的适用性。相较于无林地,其他植被恢复类型的SQI-NLM分别提高64%,48%,45%,36%,33%,27%。GLM模型解释了土壤质量指数总变异的85.24%,植被类型对土壤质量指数的解释比例最大(45.09%)。[结论] 选择适宜的植被恢复类型是改善区域土壤质量的关键。未来实施植被恢复时,树种选择上优先考虑阔叶树种。造林配置方式的选择应取决于树种而定,如侧柏纯林中引入本土阔叶树种形成侧柏针阔混交林或选择油松纯林是最佳造林模式。     

基于波形分析法的CAN-BUS系统故障诊断研究

电子技术的不断发展,使得控制局域网数据总线技术被广泛地应用于现代汽车上,基于波形分析方法,对控制局域网数据总线的信号特征进行分析,能够迅速快捷地判断出该系统故障产生的原因。     

Artificial neural network for modeling reference evapotranspiration complex process in Sudano-Sahelian zone

The major problem when dealing with modeling evapotranspiration process is its nonlinear dynamic high complexity. Researchers developed reference evapotranspiration (ET-ref) estimation models in rich and poor data situations. Thus, the well-known Penman-Monteith (PM) model always performs the highest accuracy results of ET-ref from a rich data situation. Its application in many areas particularly in developing countries such as Burkina Faso has been limited by the unavailability of the enormous climatic data required. In such circumstances, simple empirical Hargreaves (HARG) equation is often used despite of its non-universal suitability. The present study assesses the artificial neural network (ANN) performance in ET-ref modeling based on temperature data in Bobo-Dioulasso region, located in the Sudano-Sahelian zone of Burkina Faso. The models of feed forward backpropagation neural network (BPNN) algorithm type ANN and Hargreaves (HARG) were employed to study their performance by comparing with the true PM. From the statistical results, BPNN temperature-based models perform better than HARG. Beside, when wind speed is introduced into the neural network models, the coefficient of determination (r²) increases significantly up to 9.52%. While, sunshine duration and relative humidity might cause only 3.51 and 6.69% of difference, respectively. Wind is found to be the most effective variable extremely required for modeling with high accuracy the nonlinear complex process of ET-ref in the Sudano-Sahelian zone of Burkina Faso.     

红外反射式播种机电子监测装置的设计

针对目前播种机电子监测装置普遍存在的安装不便、布线复杂、维护困难和实用性差等问题,设计开发了红外反射式播种机电子监测装置,较好地克服了上述缺点。该装置的探头采用了红外反射式的检测原理,以高速单片机为核心,能实现软件抗干扰及计数精度补偿,体积小巧,可单侧安装,适用于各种排种管。同时,采用无线数据传输方式及无极性二总线布线方式,极大地简化了布线工作,尤其适用于大型宽幅播种机的作业需求。该装置与2BJQ-9气吸式精密播种机配套的田间试验结果表明:故障检知准确率为100%,落种计数检测精度>93%,具备声光告警功能,人机界面友好,操作方便,为播种机电子监测装置的广泛应用提供了新思路。     

基于Sentinel-2数据的干旱区典型绿洲植被叶绿素含量估算

以渭干河-库车河绿洲(渭-库绿洲)为研究区,采用在机器学习方面具有明显优势的随机森林回归算法,对绿洲内的4种典型植被(棉花、芦苇、杨树、大枣)叶片的叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)考。进行估算和验证。首先基于"红边"处光谱信息丰富的哨兵2号(Sentinel-2)影像和由其衍生的一阶微分、二阶微分影像各提取23种对叶绿素敏感的宽波段光谱指数,加入3种影响植物生长的土壤参量(土壤含水量,土壤有机质,土壤电导率)作为影响叶片SPAD的特征变量,再根据以上特征变量对每种植被叶片各建立3种方案的SPAD估算模型,从而实现对绿洲内植被叶绿素的监测。结果表明:①影像经一阶微分再提取的植被指数相比原位光谱植被指数,在SPAD估测模型中起到了更重要的作用,在随机森林算法的重要性排序中位居前列;②4种植被叶片的SPAD估测模型都取得了不错的效果,芦苇叶片尤为显著,确定系数(R^2)达到了0.926;③分析对比3种方案下模型预测能力,方案3(包含土壤参量)的预测能力卓越〔2.143<相对百分比偏差(RPD)<2.692〕,其预测能力排序为:方案3>方案1>方案2,土壤属性和模型预测结果有较强的非线性相关。Sentinel-2数据具有理想的估算绿洲植被叶绿素含量的潜力,提供了一种高效、低成本、潜在高精度的方案来估算叶绿素含量,可为干旱区绿洲农业、生态系统实现更有效的保护和管理提供参考。     

基于ESTARFM模型的区域农田高时空分辨率影像产生与应用

多时相遥感影像特别是关键生育期数据是农业物候、长势及产量监测的重要数据源,然而可见光影像易受云雨干扰,在特定区域关键时间窗口缺少高时空分辨率数据的现实情况下,遥感影像时空数据融合方法变得尤为重要。增强型自适应反射率时空融合模型 ESARFM (Enanced Spaial and emporal Adapive Reflecance Fusion Model)是一种小区域合成高时空分辨率影像的较好方法,该算法在我国不同农业种植区的适应性及应用工作尚未充分展开。本文以河北、黑龙江、新疆典型农区为研究区域进行大面积应用检验分析,基于 MODIS 与 Landsa 影像,利用ESARFM 生成具有高时空特征的 Landsa 模拟影像,将其与真实 Landsa 影像进行对比,并在新疆地区展开ESARFM 算法在 NDVI 方面的应用。结果表明, ESARFM 对 3 个不同区域状况的地区都有较好的影像预测能力,并且在新疆地区可以很好地生成 30 m 空间分辨率的多时相 NDVI,用于作物分类和长势监测。     

新疆棉花种植业地理集聚特征及影响因素研究

新疆是我国最大的产棉基地,研究新疆棉花种植业地理集聚特征对调整和优化农业结构布局、农民增收、促进棉花生产的可持续发展具有重要意义。本文基于1988—2016年的新疆棉花生产数据,使用区位商、区位基尼系数和空间自相关分析探究新疆棉花种植业发展的时空变化特征,并运用空间面板数据模型定性、定量地分析了各影响因素对新疆棉花种植业地理集聚的影响程度,揭示了新疆棉花种植业发展的主要驱动因素。结果表明,新疆棉花种植面积经历了持续增长(1988—1999年)、缓慢减少(2000—2004年)以及波动增长(2005—2016年) 3个阶段, 2016年已占全国种植面积的3/5,其专业化集聚水平自1992年起均高于全国其他地区,主导地位日益增强;新疆棉花种植业的区域特征明显,南疆棉区的变化主导新疆棉花种植业的变化;新疆棉花种植业的集聚水平自1988年起呈现出波动中下降后缓慢回升的趋势,其高值集聚区由喀什地区转移至阿克苏地区的库车县、新和县等地,高-低集聚、低-高集聚及低低集聚变化不大;推动新疆棉花种植业地理集聚发展的主要因素有生产性土地面积比重、棉花比较收益、机械化水平以及政策因素。     

Genome-Wide Selection of MAPKKK Gene Family in Gossypium raimondii and the Expression of Orthologs in Gossypium hirsutum

[Objective] The MAPKKK gene family plays an important regulating role in response to multiple abiotic stresses and the development of plant. This study aims to identify MAPKKK genes of Gossypium raimondii and analyze their functions. [Method] In this study, based on G. raimondii genome database and bioinformatics method, G. raimondii MAPKKK family genes were identified and analyzed. Using the MEGA5, GSDS and Mapchart program, the phylogenetic tree, gene structure and chromosomes location analyses were accomplished. Based on the existing microarray data in cotton and comparative profiles of these MAPKKK genes, different expression of them in multiple abiotic stresses and the expression at different cotton fiber developmental stages were analyzed. [Result] A sum of 114 MAPKKK genes were identified systematically in G. raimondii and classified into 3 subfamilies (Raf, ZIK and MEKK) according to the gene stucture and phylogenetic tree analyses. They were distributed on all the 13 chromosomes of G. raimondii, and segmental duplication and tandem duplication events may have occurred. Compared with the recently released 78 genes of G. raimondii MAPKKK family genes, 47 sequences are exactly the same ones. [Conclusion] The results are helpful to understand the evolution and function of MAPKKK gene family. Our results provide a foundation for future functional characterizations of MAPKKK genes in cotton and probably other Gossypium plants.     

从年度变化幅度较大数据看农机化发展的若干方向

梳理统计数据以研判农机化发展形势与趋势能有效服务农机行业的发展。采集整理了2018年变化较大的统计指标,该统计指标可划分为种植、收获和其他3个领域、11个方向,分析了各指标及其相关指标近几年发展情况。综合研判可知,除传统水稻直播机拥有量、马铃薯收获机械化增长可能放缓外,其他各相关指标中长期均预期保持较快增长,将有效提升农机化作业面积及水平。     

数字人文中图像资源的语义化标注研究

[目的/意义]数字人文领域存在的大量图像资源长期以来一直没有得到有效的利用,图像孤岛现象愈演愈烈。国际图像互操作框架（IIIF）为图像资源的深度交互和应用打开了新的窗口,而图像标注正是打通图像孤岛、提升图像认知的关键。[方法/过程]论文基于IIIF框架提出了“图像层面的元数据注入”“对象层面的内容录入”和“语义层面的语义引入”的3层标注模型。同时,文中构建的本体管理平台为图像资源的语义化标注提供了本体上的支持。[结果/结论]以韩干《照夜白图》为例,探讨了使用图像标注和IIIF技术在图像内容语义增强、对象标签聚类和资源精准关联等方面所带来的新的交互体验和研究模式。可以说,IIIF、关联数据（Linked Data）和人工智能（AI）的结合必将开启数字人文研究的新时代。