Upscaling as ecological information transfer: a simple framework with application to Arctic ecosystem carbon exchange

Transferring ecological information across scale often involves spatial aggregation, which alters information content and may bias estimates if the scaling process is nonlinear. Here, a potential solution, the preservation of the information content of fine-scale measurements, is highlighted using modeled net ecosystem exchange (NEE) of an Arctic tundra landscape as an example. The variance of aggregated normalized difference vegetation index (NDVI), measured from an airborne platform, decreased linearly with log(scale), resulting in a linear relationship between log(scale) and the scale-wise modeled NEE estimate. Preserving three units of information, the mean, variance and skewness of fine-scale NDVI observations, resulted in upscaled NEE estimates that deviated less than 4% from the fine-scale estimate. Preserving only the mean and variance resulted in nearly 23% NEE bias, and preserving only the mean resulted in larger error and a change in sign from CO₂ sink to source. Compressing NDVI maps by 70–75% using wavelet thresholding with the Haar and Coiflet basis functions resulted in 13% NEE bias across the study domain. Applying unique scale-dependent transfer functions between NDVI and leaf area index (LAI) decreased, but did not remove, bias in modeled flux in a smaller expanse using handheld NDVI observations. Quantifying the parameters of statistical distributions to preserve ecological information reduces bias when upscaling and makes possible spatial data assimilation to further reduce errors in estimates of ecological processes across scale.     

甘蔗品质自动分析系统V1.0版的设计与功能

从数据管理模块、数据查询模块、Excel输出模块、打印报表模块、分析图模块介绍了甘蔗品质分析系统的功能内容,同时也介绍计算机信息技术在甘蔗品质检测中的应用优势,为甘蔗品质自动分析系统相关软件的设计提供理论依据。     

基于Kalman滤波农用车辆导航定位方法

因RTD-GPS定位精度不能满足农田导航作业的需要,研究了一种提高农用车辆自动导航定位精度的方法.建立天线补偿模型,对GPS天线晃动引起的误差进行了补偿;建立基于Kalman滤波模型,融合多传感器信息;使用自主开发的基于VRS的GPS接收机,作为RTD-GPS.将RTD-GPS、电子罗盘以及速度传感器获得信息进行Kalman滤波,其结果和高精度GPS数据进行了比较.实验证明,直线跟踪中,平均偏差由1.6019m减小到0.597m;曲线跟踪中,平均偏差由1.2085m减小到0.4861m.     

温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取

研究基于近红外图像的黄瓜果实与茎叶的信息表达方法,有效实现了近色系生物信息的图像识别。分析了黄瓜采摘深度图像信息的特点,通过建立基于灰度相关与极线几何相结合的匹配策略实现了双目视觉下的黄瓜抓取点的立体匹配和三维重建。研究温室环境下不同时间光照强度变化特点,建立了光照分析模型,提高了不同光照条件下的导航线提取的适应性。试验表明机器人视觉系统能有效识别、定位果实的空间位置,定位误差控制在±5mm以内。     

高校水资源情况调查分析

为推进节水型校园的建设,以成都信息工程学院为例对高校水资源利用情况进行调查,根据调查结果剖析了高校水资源不合理使用原因,并结合高校现有水资源节约利用规划提出了高校节水的合理建议。结果表明高校水资源利用存在较大隐患,用水管理模式不完善等是导致高校水资源不合理利用的原因,并相应提出了改善用水管理模式等合理利用水资源和提高水资源综合利用率的措施。     

螺旋锥齿轮网络化制造集成平台研究

为提高螺旋锥齿轮的加工精度与效率,实现螺旋锥齿轮制造信息化,深入分析了螺旋锥齿轮网络化制造的信息流程,提出了一种螺旋锥齿轮网络化制造集成平台的功能体系结构,并通过Web服务技术实现了集成平台的应用集成与软件架构。通过搭建集成平台的原型系统和螺旋锥齿轮的联网加工试验,对该集成平台的可行性和实用性进行了验证。     

多源传感器信息融合的农用小车路径跟踪导航系统

为解决四轮独立驱动农用小车在设施农业和畜牧业的物料运输和信息采集中的导航及控制问题,构建了农用小车导航控制系统,优化配置多个传感器,提出了基于CCD图像传感器、加速度计、电子罗盘及超声波等多传感器信息融合的导航控制方法。通过CCD获取标识路径信息,通过加速度计、电子罗盘获取小车姿态信息,通过超声波传感器判断障碍物,并给出路径特征提取、识别、多源信息融合自主导航控制和超声避障等算法,实现了小车的路径跟踪的导航控制,实验结果表明构建的导航控制系统及导航控制方法正确、有效。     

信息技术的发展与农业生态工程创新

信息技术在农业上的应用日渐成为农业研究的热点。为此，论述了信息技术在农业生产中应用发展，并根据我国多年农业生态工程建设的实践，阐明了农业生态工程研究中的技术路线和原则；从生态工程设计和支持手段、综合发展等方面，论述了基于信息技术的农业生态工程创新。     

新疆干旱区土地盐渍化信息提取及实证分析

对提取干旱区盐渍化信息的若干方法进行了评述,并且选取位于干旱区地带的盐渍化典型区域——阿克苏地区的库车、新和、沙雅县以及和田地区的于田县作为研究区进行实证分析。并采用同一时相的ETM+数据,运用K-T变换、比值变换以及通过NDVI指数和分类来提取信息发现效果明显。通过实证分析发现:虽然研究区都地处塔里木盆地周边地区,一个是塔北绿洲,另一个是塔南绿洲。但由于水文(盐渍化形成的关键)、气候(形成盐渍化土壤的驱动力)、地形(盐渍化土壤分布及差异的主要因素)、人类活动(盐渍化土壤形成的重要因素)等因素差异的存在,导致了盐渍化情况的差异。     

基于GIS的喀斯特流域石漠化综合防治探讨——以贵州织金县洗马河流域为例

喀斯特石漠化是在喀斯特脆弱生态环境下,人类不合理的社会经济活动,造成植被破坏、水土流失、岩石逐渐裸露、土地生产力衰退丧失的演变过程,严重制约了区域社会经济的可持续发展。洗马河流域是织金洞国家级重点风景名胜区核心主成部分,主要岩性为灰岩和白云岩,喀斯特十分发育,是典型的石漠化区域,占流域面积近70%,人地矛盾十分突出。项目通过GIS与遥感技术为手段,进行石漠化调查和防治工程的布置,从而达到对该流域的石漠化防治,挽救该区域人类生存条件、防治水土流失、对国家重点风景名胜区的保护,同时对其它喀斯特区域石漠化的综合防治起着示范作用。