检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2013年第11期33卷 3083-3087页

作者：杨玮孙红郑立华张瑶李民赞现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室中国农业大学北京100083

采用灰色理论对冬枣叶片氮素含量和光谱反射率之间进行了灰度关联分析,分析结果显示波长560,678以及786nm处的光谱反射率(G560,R678,NIR786)与冬枣叶片氮素含量之间的灰色关联度最高。利用上述三个特征波段光谱反射率计算得到的植被指... 详细信息

采用灰色理论对冬枣叶片氮素含量和光谱反射率之间进行了灰度关联分析,分析结果显示波长560,678以及786nm处的光谱反射率(G560,R678,NIR786)与冬枣叶片氮素含量之间的灰色关联度最高。利用上述三个特征波段光谱反射率计算得到的植被指数共计9个。进一步运用灰色系统理论分析了九种植被指数与叶片氮素含量的灰色关联度,结果显示:归一化植被指数(NDVI)、绿色比值植被指数(GRVI)、归一化差异绿度植被指数(NDGI)、绿色归一化植被指数(GNDVI)和组合归一化植被指数(CNDVI)等5个指数与叶片氮素含量的灰色关联度较高。利用3个特征波段的光谱反射率和5个关联度较高的植被指数,分别采用最小二乘支持向量机(LS-SVM)以及GM(1,N)模型建立了冬枣叶片氮素含量预测模型。结果表明,采用特征波段光谱反射率(G560,R678,NIR786)建立的冬枣叶片氮素含量GM(1,N)模型的精度最高,预测R2达0.928,验证R2达0.896。

关键词：冬枣光谱灰色关联度植被指数 GM(1 N) LS-SVM

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基于GIS/RS的不同土地利用类型重金属面源污染比较

基于GIS/RS的不同土地利用类型重金属面源污染比较

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第18届CIGR国际农业工程学会世界大会

作者：张天蛟刘刚王圣伟中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室中国农业大学农业部农业信息获取技术重点实验室

针对不同土地利用类型,采样测定土壤重金属质量比背景值;基于DEM数据和遥感影像数据,结合空间信息技术(GIS/RS),利用RUSLE模型和SCS-CN模型分别核算流域内不同土地利用类型的土壤流失量和地表径流量,在验证模型准确性的基础上,估算重金... 详细信息

针对不同土地利用类型,采样测定土壤重金属质量比背景值;基于DEM数据和遥感影像数据,结合空间信息技术(GIS/RS),利用RUSLE模型和SCS-CN模型分别核算流域内不同土地利用类型的土壤流失量和地表径流量,在验证模型准确性的基础上,估算重金属非点源污染负荷。研究结果表明:研究区域不同土地利用类型的重金属质量比背景值差异较大,重金属Cu和Pb在工矿用地、草地和住宅用地的背景值较高,在有林地的背景值较低。综合估算随2种主要迁移途径输出的重金属面源污染负荷,重金属Cu总污染负荷量大约为6 519.13 kg/a,重金属Pb总污染负荷量大约为2 680.04 kg/a。不同土地利用类型中,随土壤侵蚀输出的重金属污染负荷,以疏林地和草地的贡献率最大,有林地和水浇地最小;随地表径流输出的重金属污染负荷,以草地和疏林地的贡献率最大,有林地和旱地最小。

关键词：重金属面源污染污染负荷地表径流土壤侵蚀

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GNSS平地作业路径实时规划与导航方法研究

GNSS平地作业路径实时规划与导航方法研究

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第18届CIGR国际农业工程学会世界大会

作者：王岩李宏鹏牛东岭李笑刘刚中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室中国农业大学农业部农业信息获取技术重点实验室

为有效提高GNSS(Global navigation satellite system)控制土地平整的工作效率,提出了基于导航技术的GNSS平地作业路径实时规划与辅助决策方法。通过拉力传感器实现了平地作业中铲车载荷的实时检测,利用数学建模的方法,建立了拖拉机平... 详细信息

为有效提高GNSS(Global navigation satellite system)控制土地平整的工作效率,提出了基于导航技术的GNSS平地作业路径实时规划与辅助决策方法。通过拉力传感器实现了平地作业中铲车载荷的实时检测,利用数学建模的方法,建立了拖拉机平地作业行驶过程的路径实时规划与导航模型。通过拉力传感器实时采集铲车载荷反馈值,根据拖拉机行驶目标区域的地势情况,以避免铲车过载和空载为原则,确定拖拉机的行驶目标点,解算出拖拉机行驶的转向角,实现了最优导航平地作业。农田平地试验结果分析表明,该方法能够较好地实时规划路径并提供导航方向,引导拖拉机高效地平地作业;基于该方法的平地作业,其铲车的过载或空载率总和不大于6.9%,远低于未使用导航时的平地情况。

关键词：土地平整 GNSS 载荷监测路径规划导航

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Superfloc127用于电极法测定土壤硝态氮含量的可行性分析

Superfloc127用于电极法测定土壤硝态氮含量的可行性分析

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第18届CIGR国际农业工程学会世界大会

作者：张丽楠张淼任海燕蒲攀孔盼中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室中国农业大学农业部农业信息获取技术重点实验室

样本前处理是影响离子选择电极测土时效性的关键环节。以缩短静置时间为目的,该文探讨了高分子絮凝剂Superfloc127用于土壤硝态氮浸提前处理操作的可行性。首先,基于相界电位模型对Superfloc127加入土样硝态氮浸提液后电极反应动力学过... 详细信息

样本前处理是影响离子选择电极测土时效性的关键环节。以缩短静置时间为目的,该文探讨了高分子絮凝剂Superfloc127用于土壤硝态氮浸提前处理操作的可行性。首先,基于相界电位模型对Superfloc127加入土样硝态氮浸提液后电极反应动力学过程进行建模分析,理论可行性验证后,开展测土试验,分析其对自制全固态电极(PPy-NSISE)及商用电极(PVC-NISE)电化学性能的影响。结果表明:使用Superfloc127后,样本制备时间由1.5 h缩短至10 s;PPy-NSISE及PVC-NISE响应斜率分别为-51.4和-52.1 m V/Decade,检测灵敏度无明显改变,测土结果与标准结果之间的决定系数分别为0.69和0.31;连续测定12 h后,PPy-NSISE和PVC-NISE的响应斜率分别降低至-35.1和-25.4 m V/Decade,性能不可恢复。通过理论解析及大量分析试验证明,絮凝剂Superfloc127无法应用在基于离子选择电极法的土壤硝态氮快速分析,提高土壤前处理效率的研究工作仍需深入开展。

关键词：土壤氮肥模型离子选择电极 Superfloc127 样品前处理

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基于无线传感器网络的温室栽培营养液电导率监测系统

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农业工程学报 2013年第9期29卷 170-177页

作者：李颖慧李民赞邓小蕾孙红郑立华 "现代精细农业系统集成研究"教育部重点实验室中国农业大学北京100083

温室营养液无土栽培,具有节约种植成本、生产效率高等优点。监测营养液的电导率、pH值等特性参数,是实现营养液无土栽培信息化与自动化的基础。为了实现温室无土栽培营养液的实时监测,开发了基于无线传感器网络(wireless sensor network... 详细信息

温室营养液无土栽培,具有节约种植成本、生产效率高等优点。监测营养液的电导率、pH值等特性参数,是实现营养液无土栽培信息化与自动化的基础。为了实现温室无土栽培营养液的实时监测,开发了基于无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)的营养液电导率实时监测系统。系统以JN5139为中央控制器同时控制营养液电导率信息采集单元和无线通讯单元,实现了营养液电导率信息的实时采集与处理、LCD显示和键盘输入等人机交互操作以及基于WSN的营养液电导率实时测量自组织网络,同时系统集成了GPRS模块,实现了营养液电导率与温度信息的远程传输与监控等功能。系统采用星型网络拓扑结构,并进行定时休眠、传感器掉电控制来节省能源消耗。针对系统的实用性和可靠性进行了系统标定、温度补偿以及温室试验,分析比较了电导率测量线性与非线性模型。试验结果表明分段线性模型建模效果较好,分段拟合R2均在0.97以上。系统的测量范围为0.5～2.9mS/cm,测量结果能够精确到0.01mS/cm,总体测量相对误差为2.10%,较好地满足了温室营养液电导率实时监测的要求,为无土栽培的科学管理提供技术手段。

关键词：无线传感器网络监测温室营养液电导率

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土壤成分与特性参数光谱快速检测方法及传感技术

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农业机械学报 2013年第3期44卷 73-87页

作者：李民赞郑立华安晓飞孙红中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083

近红外光谱技术在分析土壤成分含量以及理化特性参数方面获得了良好的预测精度。人工神经网络、遗传算法、小波变换和支持向量机等现代数据处理算法的应用,最大限度消除了光谱外界干扰、提取了光谱有效信息,使得土壤特性参数预测分析模... 详细信息

近红外光谱技术在分析土壤成分含量以及理化特性参数方面获得了良好的预测精度。人工神经网络、遗传算法、小波变换和支持向量机等现代数据处理算法的应用,最大限度消除了光谱外界干扰、提取了光谱有效信息,使得土壤特性参数预测分析模型更准确、稳定。在进行土壤参数原位实时光谱检测时,如何消除土壤含水率、土壤粒度等的影响,还需要技术突破。开发便携式或车载式农田土壤光谱实时分析仪,是促进精细农业实践的重要措施,已开发的车载式土壤在线光谱仪可以实现多个土壤参数的分析,并达到了相当高的精度。进一步开发多功能土壤在线检测系统,利用土壤介电特性或机械特性与光谱特性测量结果相互补偿与校正以消除误差并提高测量精度,是未来的发展方向之一。光声光谱、激光诱导击穿光谱和太赫兹光谱技术等现代光谱分析方法在土壤成分与特性参数分析方面表现出很强的能力,开展基础研究,揭示这些光谱技术在不同土壤类型、不同土壤成分条件下的吸收特征参数,是未来的研究方向。

关键词：土壤近红外光谱土壤传感器精细农业

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基于图像几何校正的番茄茎生长角自动测量技术

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农业机械学报 2013年第S2期44卷 209-214页

作者：孙红李民赞钱喜艳张彦娥杨玮中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083

为快速、无损地获取温室番茄植株生长形态特征,研究提出了基于图像几何校正的番茄茎生长角自动测量方法。分别应用线性模型和双线性模型对失真图像进行几何校正,结果表明:未进行几何校正之前,失真图像测量番茄茎夹角与活体番茄实际茎夹... 详细信息

为快速、无损地获取温室番茄植株生长形态特征,研究提出了基于图像几何校正的番茄茎生长角自动测量方法。分别应用线性模型和双线性模型对失真图像进行几何校正,结果表明:未进行几何校正之前,失真图像测量番茄茎夹角与活体番茄实际茎夹角间R2为0.50;经线性校正后二者R2为0.625;经双线性校正后R2为0.723。说明双线性校正模型对失真图像的几何校正效果优于线性校正模型。基于双线性模型图像校正结果,应用Otsu阈值分割算法对S分量番茄植株图像进行了分割,采用"中值滤波+闭-开运算"算法对分割后的二值图像进行滤波,经细化运算获取了番茄植株茎秆的最基本信息,并提取和计算了茎生长角参数,自动测量结果表明,活体植株手工测量结果与图像自动测量结果呈线性相关,R2为0.703。基于图像手工测量结果与图像自动测量结果间R2为0.985。研究可为自动测量和分析番茄生长形态参数提供支持。

关键词：番茄长势茎生长角图像处理几何校正自动测量

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基于光谱学原理与小波包分解技术预测苹果树叶片氮素含量

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农业工程学报 2013年第A01期29卷 101-108页

作者：张瑶郑立华李民赞邓小蕾中国农业大学"现代精细农业系统集成研究"教育部重点实验室北京100083

为探索不同生理物候期苹果树叶片氮素含量的快速检测方法。分别在果树坐果期、生理落果期和果实成熟期,使用光谱仪测量了果树叶片在可见光和近红外区域的反射光谱,同时在实验室测定了果树叶片的全氮含量。研究首先将实验所得的光谱反射... 详细信息

为探索不同生理物候期苹果树叶片氮素含量的快速检测方法。分别在果树坐果期、生理落果期和果实成熟期,使用光谱仪测量了果树叶片在可见光和近红外区域的反射光谱,同时在实验室测定了果树叶片的全氮含量。研究首先将实验所得的光谱反射率与氮素含量以果树为单位进行聚类,利用小波包分析技术对每棵果树的光谱信息进行分解,提取出的低频信号和去除高频噪音后的信号分别组成了低频全光谱和去噪全光谱。针对这两个全光谱均实施了主成分分析,利用提取主成分分别建立了果树不同生长阶段的氮素含量多元线性回归模型。对比基于归一化植被指数(NDVI)建立的氮素含量估测模型发现,利用全光谱信息建立的氮素含量预测模型精度更高;在坐果期和果实成熟期,使用去噪全光谱提取的主成分建立的氮素预测模型最优;而在生理落果期,使用低频全光谱提取的主成分建立的模型最优。结果表明,利用小波包分析技术能够有效地提高苹果果树叶片氮素含量的光谱预测能力。

关键词：氮素主成分分析光谱仪苹果叶片小波包分解 NDVI 多元线性回归

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基于近红外光谱技术的便携式水体浊度检测仪研究

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农业机械学报 2013年第S2期44卷 236-240,235页

作者：张琴郑立华李民赞孙红张瑶糜修尘中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083

为了快速准确地探测水产养殖中水体浊度,提出了基于近红外光散射/透射综合测量原理,并在此基础上开发了便携式水体浊度光学检测仪。浊度仪使用AT89S52单片机作为控制芯片,由发光单元、探测单元和控制单元组成。其中发光单元包括2组860 n... 详细信息

为了快速准确地探测水产养殖中水体浊度,提出了基于近红外光散射/透射综合测量原理,并在此基础上开发了便携式水体浊度光学检测仪。浊度仪使用AT89S52单片机作为控制芯片,由发光单元、探测单元和控制单元组成。其中发光单元包括2组860 nm的LED光源及对应的准直透镜;探测单元包括2个光电传感器;控制单元包括公共的光源驱动电路、两级放大电路和A/D转换电路。对水体浊度检测仪进行了实验室标定试验、性能试验以及现场采样试验和分析。结果表明,该水体浊度检测仪达到了较高测定精度,其标定决定系数R2c为0.994,验证决定系数R2v为0.999,分辨率为0.01 NTU,误差为±2%,达到实用水平。

关键词：水产养殖水体浊度近红外光谱技术便携式检测仪散射/透射综合测量原理

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基于光谱特征分析的苹果树叶片营养素预测模型构建

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农业工程学报 2013年第8期29卷 171-178页

作者：张瑶郑立华李民赞邓小蕾王诗丛张锋冀荣华中国农业大学"现代精细农业系统集成研究"教育部重点实验室北京100083

该文旨在利用光谱分析技术建立高精度苹果叶片营养素预测模型,为苹果树的精细管理提供技术支持。在苹果树年度生长周期的坐果期、生理落果期和果实成熟期等重要物候期,采集了180个果树叶片样本并测量了果树叶片在可见光和近红外波段的... 详细信息

该文旨在利用光谱分析技术建立高精度苹果叶片营养素预测模型,为苹果树的精细管理提供技术支持。在苹果树年度生长周期的坐果期、生理落果期和果实成熟期等重要物候期,采集了180个果树叶片样本并测量了果树叶片在可见光和近红外波段的反射光谱,同时在实验室采用化学方法获取了果树叶片的氮素以及叶绿素含量。对于聚类后样本,分别分析了果树叶片反射光谱以及经小波滤波后的反射光谱与叶绿素以及氮素之间的相关关系,而后利用偏最小二乘和支持向量机(SVM,support vector machine)方法分别建立了果树叶片叶绿素和氮素含量的回归模型。研究发现,随着生长阶段的推进,在可见光处的反射率逐渐升高,在近红外处的反射率逐渐降低,且基于小波滤波反射光谱的营养素SVM回归模型精度最高:建立的叶绿素回归模型,其测定系数R2达到0.9920,均方根误差RMSE为0.0039,验证精度R2达到0.9036,RMSE为0.1979;建立的氮素回归模型,其测定R2和验证R2也达到0.74以上,模型的回归RMSE为0.0554,验证RMSE为0.1215。结果表明,采用支持向量机回归模型可以精确估计果树叶片叶绿素含量,对氮素含量的估计精度也达到了实用化水平。

关键词：氮素叶绿素光谱分析苹果树叶片精细农业

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