基于条件随机场的高光谱遥感影像农作物精细分类

【目的】农作物精细分类对于农作物长势监测、产量预估、灾害评估、保障国家粮食安全具有重要意义。高光谱遥感影像具有丰富的光谱波段,能够探测到各类农作物之间细微差别,已逐渐成为分类的理想数据源。【方法】研究以由AVIRIS传感器收集的美国加利福尼亚州南部萨利纳斯山谷的农作物区域的高光谱数据为数据源,提出了一种基于条件随机场的高光谱遥感农作物精细分类方法,利用SVM分类器计算各类地物的概率,并定义为条件随机场的一元势函数以融合空间特征信息;将空间平滑项和局部类别标签成本项加入到二元势函数中,以考虑空间背景信息,并保留各类别中的详细信息。最后与传统的最小距离法和SVM算法进行比较。【结果】文章提出的方法较最小距离分类法、SVM传统方法相比,整体精度分别提高了16%和2%,除了C15类(葡萄园3)精度为72.32%与74.11%外,各类地物精度均在94%以上,各种"椒盐"噪声与分类混淆现象得到了改善。【结论】实验结果表明,该方法在农作物精细分类应用中具有较大优势。     

基于试验反射光谱数据的土壤含水率遥感反演

土壤含水率是土壤水循环研究中不可或缺的参数,已广泛应用于土壤水分的监测。土壤光谱特性的研究是土壤含水率光学遥感定量反演的基础。该研究首先通过野外调查收集土样;然后,在实验室条件下制备不同水分梯度的土壤样品,并利用便携式地物光谱仪采集不同水分梯度土壤样品的反射光谱;最后,通过试验光谱数据分析建立一个基于指数函数的土壤含水率遥感反演模型,并对结果进行精度评价。结果表明,基于指数函数的土壤含水率反演模型可以较好的反演土壤水分特征,在640 nm处土壤含水率的估计值与真实值之间的决定系数为0.7062,RMSE为3.49%。相关研究为表层土壤含水量的遥感监测提供新方法和新思路。     

基于高光谱的油菜叶面积指数估计

以冬油菜为研究对象,2014-2015年度设计了不同施氮水平直播油菜小区试验,在不同生育时期测量冠层光谱、土壤背景光谱以及叶面积指数(leaf area index,LAI),通过相关分析选取了12个光谱特征参数和11个植被指数,建立6叶期至角果期LAI的5种线性和非线性定量反演模型。结果表明:二次多项式反演模型比较适合估算油菜LAI苗期时以红边参数为代表的光谱特征参数,可准确估算出LAI;6叶期时红边幅值预测模型R~2为0.81,RMSEP为0.39,RPD为1.62;8叶期时红蓝边面积比归一化预测模型R~2为0.79,RMSEP为0.60,RPD为2.30;10叶期时红边幅值预测模型R~2为0.92,RMSEP为0.47,RPD为2.36;盛花期时蓝边面积预测模型R~2为0.87,RMSEP为0.34,RPD为2.57;角果期时以RDVI为代表的植被指数也可准确估算出LAI,预测模型R~2为0.74,RMSEP为0.57,RPD为1.36。油菜全生育期采用相同光谱特征参数、植被指数建模估计LAI精度明显降低,预测R~2远小于0.75,RMSEP大于0.65,RPD值均小于1.40,表明难以采用统一参数建模准确估计油菜全生育期LAI,不同生长时期需选择合适的光谱参数、植被指数分段建模估计LAI。     

基于小型无人机与MODIS数据的草地植被覆盖度研究——以甘南州为例

以甘南州为研究区,采用Canon数码相机和小型无人机搭载相机在不同大小样方上获取草地植被覆盖度数码照片,结合2015年5月-10月的Terra/MODIS植被指数产品MOD13Q1,分析了增强型植被指数(EVI)和归一化植被指数(NDVI)与草地植被覆盖度之间的相关性,建立了研究区草地植被覆盖度的回归模型,并对模型进行了精度评价,筛选出甘南州草地植被覆盖度最优遥感反演模型,并对草地生长季时期覆盖度时空上的动态特征进行分析。结果表明,1)利用小型无人机搭载相机获取草地大样方植被数码照片的方法能用于地面草地覆盖度数据的获取;2)与NDVI相比,用EVI估算草地覆盖度更优,因此确定基于EVI构建的对数模型为甘南州草地植被覆盖度最优反演模型,模型精度可达88.00%;3)研究区2015年生长季草地植被覆盖度除了低平地草甸在8月达到最大值外,其它草地类型均在7月达到最大值;4)甘南州以中高植被覆盖度为主,主要分布在玛曲、碌曲、夏河以及合作四县市。整体而言,中西部和西南部区域草地覆盖度高于东部。通过精确草地植被覆盖度模型的建立,不仅有利于及时准确的了解草地植被覆盖度的时空分布状况和季节性动态变化,也有利于维护甘南州草地生态系统的持续稳定发展。     

放牧干扰对典型草原植被光谱及蝗虫密度的影响

为研究内蒙古典型草原不同放牧强度植被反射光谱与植被参数和蝗虫密度的关系,使用地物波谱仪于2015年和2016年对5个放牧梯度,共20hm~2样地进行调查研究。结果表明,不同放牧强度植被地上总生物量与归一化植被指数(NDVI)关系为y=0.034 8+0.002 9x(R~2=0.645 5,P=0.000 2),蝗虫密度与NDVI线性关系为y=0.067+0.013x(R~2=0.415,P=0.006)。对其进行冗余分析(RDA)发现,植被地上总生物量、植物高度、糙隐子草生物量是蝗虫数量和NDVI变化的主要影响因子,其中植被地上总生物量是显著性影响因子(P=0.001)。在不同放牧强度下蝗虫密度与草地NDVI显著相关(P0.05),随NDVI增大而增多。本文研究结果为进一步开展放牧区蝗灾遥感监测和科学合理地利用草地资源奠定了基础。     

马尾松毛虫危害程度的高光谱监测方法

以受松毛虫不同危害程度的马尾松林分为研究对象,对在受到松毛虫危害时的马尾松冠层物理参数(单簇针叶体积、针叶长度、针叶中间直径)和马尾松林冠层高光谱光谱指数之间的关系进行分析,结果表明:(1)冠层的单簇针叶体积的变化可直接反应松毛虫的危害程度,单簇针叶体积越小虫害越严重,它的变化也引起了冠层光谱的各植被指数发生不同程度的变化,而其他冠层物理参数不能反应出松毛虫的危害程度。(2)从马尾松林冠层提取的高光谱遥感植被指数对虫害的不同程度的敏感性不同。增强型植被指数(EVI)、绿波段叶绿素指数(Red/Green)和归一化指标指数(NDVI)在虫害发生的中期与晚期有显著变化,但具有饱和现象,不能用来对马尾松林分受松毛虫虫害时进行早期监测;而红边波段叶绿素指数(CI_(rededge))、比值植被指数(RVI_(550))、比值植被指数(RVI_(700))、绿波段归一化植被指数(gNDVI)、差值植被指数(DVI)和结构不敏感色素指数(SPID)在虫害发生的整个时间范围内都有很明显的变化,不会达到饱和,可以在虫害发生的早期就进行监测。     

冬小麦生物量高光谱遥感监测模型研究

【目的】高光谱遥感能快速、实时、无损监测作物长势。研究不同氮磷水平下冬小麦不同生育时期地上部生物量高光谱遥感监测模型,可提高地上部生物量高光谱监测精度。【方法】在西北农林科技大学连续进行了 5 年田间定位试验,设置 5 个施氮水平 (N, 0, 75, 150, 225 和 300 kg/hm2) 和 4 个磷施用水平 (P₂O₅, 0, 60, 120 和 180 kg/hm2),选用不同抗旱类型冬小麦品种,测定了从拔节期至成熟期生物量与冠层光谱反射率,通过相关分析、回归分析等统计方法,建立并筛选基于不同植被指数的冬小麦不同生育时期生物量分段遥感监测模型。【结果】冬小麦生物量与光谱反射率在 670 nm 和 930 nm 附近具有较高相关性,在可见光和近红外波段处均有敏感波段;在拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期,生物量与归一化绿波段差值植被指数 (GNDVI)、比值植被指数 (RVI)、修正土壤调节植被指数 (MSAVI)、红边三角植被指数 (RTVI) 和修正三角植被指数Ⅱ (MTVIⅡ) 均达极显著相关性 (P < 0.01),相关系数 (r) 范围为 0.923～0.979;在不同生育时期,分别基于 GNDVI、RVI、MSAVI、RTVI 和 MTVIⅡ 能建立较好的生物量分段监测模型,决定系数 (R2) 分别为 0.987、0.982、0.981、0.985、0.976;估计标准误差 SE 分别为 0.157、0.153、0.163、0.133、0.132;预测值与实测值间相对误差 (RE) 分别为 8.47%、7.12%、7.56%、8.21%、8.65%;均方根误差 (RMSE), 分别为 0.141 kg/m2、0.113 kg/m2、0.137 kg/m2、0.176 kg/m2、0.187 kg/m2。【结论】在拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期可以用 GNDVI、RVI、MSAVI、RTVI 和 MTVIⅡ 监测冬小麦生物量,具有较好的年度间重演性和品种间适用性。同时,分段监测模型较统一监测模型具有较好的监测效果及验证效果,能有效改善高光谱遥感监测模型精度。     

New genetic recombination in hypervariable regions of the white spot syndrome virus isolated from Litopenaeus vannamei (Boone) in northwest Mexico

The white spot syndrome virus (WSSV) is a pathogen of great concern to the worldwide shrimp culture. In comparative studies on the WSSV genome, regions such as the open reading frame (ORF) 14–15 and ORF 23–24, prone to deletions and recombination, had been useful to study the evolutive relationships among viral strains. When looking for the WSSV strains infecting Litopenaeus vannamei (Boone) in northwest Mexico, we found evidence of a genetic similarity in ORF 14–15 to a strain from India and a recombination involving ORFs 78, 79 and 80. Two genotypes were found involving the insertion of a 265 base‐pair segment of ORF 108 into ORF 78 with inversions and deletions within ORFs 78, 79 and 80. The WSSV has an Asian origin and the mutations found could be an adaptation strategy to infect L. vannamei and other crustacean species of the American continent.     

Chiral Inversion of (R)-(–)-Fenoprofen in Guinea-pigs Pretreated with Clofibrate

The influence of clofibrate on the stereoconversion of fenoprofen (FPF) was studied in guinea pigs. This hypolipidaemic agent has been related to some biochemical changes in the liver leading to an increase in the chiral inversion process. Two groups of animals (n = 6 per group) were pretreated with oral doses of clofibrate (280 mg/kg per day) for three days and were then given (R)- or (S)-FPF (5 mg/kg, IV). The FPF enantiomers were extracted from the guinea-pigs' plasma using a solid phase procedure and analysed by HPLC with previous derivatization with L-leucinamide. Pretreatment with clofibrate increased the chiral inversion of (R)-FPF in favour of the pharmacologically active (S)-FPF enantiomer. Before this metabolic interaction can be applied to therapy with fenoprofen, the toxic effects of (S)-(+)-FPF on the gastrointestinal and renal tracts and the interference by (R)-(–)-FPF with the metabolism of lipids should be thoroughly evaluated.     

西双版纳山地逆温综合考查研究

对西双版纳山地逆温的考查结果表明：逆温顶层最高海拔上限达１８００ｍ，厚度６００ｍ—８００ｍ，最大逆温强度为３．７℃—３．８℃／１００ｍ，冬干季（１１月—４月）逆温出现频率最高，达９０％以上；逆温在山体坡面形成一个暖带，一般位于雾层顶部以上１００ｍ—２００ｍ范围内；越冬期间山区比坝区最低温度累计值高约７００℃，日均温累计值高约２３０℃，日照每天多４ｈ—５ｈ；西双版纳山区按垂直高度分为三个气候带，海拔８００ｍ以下为北热带，８００ｍ—１８００ｍ为南亚热带，１８００ｍ以上为中亚热带