检索结果-内蒙古大学图书馆

智慧农业(中英文) 2024年第6期6卷 44-62页

作者：郭威吴华瑞郭旺顾静秋朱华吉国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 农业农村部数字乡村技术重点实验室北京100097 农业农村部农业信息技术重点实验室北京100097

[目的/意义]针对中国中西部特色农产品在设施环境生产过程对品质影响要素监测手段缺乏、智能化管控能力薄弱、品质控制要素耦合关系不明、系统化应用程度低的问题,对现有的设施智能监测、智能管控、平台构建技术进行探索,通过物联网、... 详细信息

[目的/意义]针对中国中西部特色农产品在设施环境生产过程对品质影响要素监测手段缺乏、智能化管控能力薄弱、品质控制要素耦合关系不明、系统化应用程度低的问题,对现有的设施智能监测、智能管控、平台构建技术进行探索,通过物联网、云平台,以及新一代人工智能技术的应用,为特色农产品全生育期的智能化品质管控体系构建和应用提供依据。[进展]以特色羊肚菌和番茄的外观、口感、产量三类品质为管控目标,在品质调控数据采集方面介绍了视频监控、环境监测、生理表型数据采集设备,以及轨道式、轮式巡检机器人,提供稳定可靠的图像、视频、监测数据采集手段;在生长过程调控方面,分别从环境监测调控和肥水灌溉投入品调控阐释了当前的做法,提出了能够针对品质进行多要素耦合全生育期的管控方法;介绍了品质智能管控系统,以及多个生产环节的应用,采用云边端一体化架构为获取的多模态数据以及多要素耦合模型面向多种生产场景提供精准适配的应用和服务。[结论/展望]对比特色羊肚菌和番茄的智能化管控现状,番茄整体技术体系更为成熟,羊肚菌产业可以结合自身的生产过程根据技术的需要进行技术迁移,对严苛光照、稳定的高湿低温等个性化要求进行模型定制,面向中西部大部分特色农产品品控宜采用通用型的多要素耦合模型根据场景特性进行参数、模型局部迁移和微调的方式适配。未来的发展趋势呈现设备设施轻简化、智能技术场景化、服务模式多样化、品质管控在线化、数智生产规模化、数据要素价值化,有效利用智能装备和数据要素的优势是将来激发新质生产力的必然趋势。

关键词：特色农产品多要素耦合智能管控模型多模态知识图谱农业大模型新质生产力

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消光系数估算方法对玉米冠层光能利用模拟的影响

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中国农业气象 2022年第10期43卷 773-785页

作者：王俊浩顾生浩徐田军陈博温维亮张立祯郭新宇北京市农林科学院信息技术研究中心数字植物北京市重点实验室/国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 中国农业大学资源与环境学院北京100193 北京市农林科学院玉米研究中心北京100097 吉林农业大学资源与环境学院长春130118

以玉米品种大叶矮小型的矮单268(AD268)和小叶高大型的先玉335(XY335)为供试材料,设置低(3株·m^(-2))、中(6株·m^(-2))、高(9株·m^(-2))3个种植密度,综合利用冠层光合有效辐射(PAR)垂直分布数据、冠层三维模型与冠层光... 详细信息

以玉米品种大叶矮小型的矮单268(AD268)和小叶高大型的先玉335(XY335)为供试材料,设置低(3株·m^(-2))、中(6株·m^(-2))、高(9株·m^(-2))3个种植密度,综合利用冠层光合有效辐射(PAR)垂直分布数据、冠层三维模型与冠层光合模型,分析了对数法和回归法估算出的消光系数(k_(log)和k_(nls))对品种和种植密度的响应及其差异,评估消光系数估算方法对冠层光能利用模拟的影响。结果表明:k_(log)和k_(nls)存在差异,这种差异在大叶矮小型品种AD268下表现更加明显,且差异随着种植密度的增加而加剧,基于k_(nls)对冠层光分布的拟合效果(R^(2)=0.86)优于k_(log)(R^(2)=0.77);基于k_(log)和k_(nls)的玉米冠层光能利用特征对种植密度的响应规律在不同品种间存在明显差异,以k_(log)和k_(nls)模拟的AD268的日CO_(2)同化量、地上部干物质日积累量和光能利用效率在低密度下无明显差异,但在中高密度下差异较大,二者差异开始变大的临界密度为0.7~2.5株·m^(-2)。

关键词：作物模型参数估计光能利用效率高光效理想株型

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数字乡村背景下的农民数字素养水平评价与影响因素研究

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农业图书情报学报 2024年第7期36卷 19-33页

作者：马晨李瑾李泽欣范贝贝冯献北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 农业农村部数字乡村技术重点实验室北京100097

[目的/意义]农民数字素养是数字乡村建设与发展的前提和基础。如何量化评价农民数字素养、精准识别其影响因素,进而有的放矢地提升农民数字素养水平,激发农民建设数字乡村的活力,已成为当前数字乡村建设的当务之急。[方法/过程]文章在... 详细信息

[目的/意义]农民数字素养是数字乡村建设与发展的前提和基础。如何量化评价农民数字素养、精准识别其影响因素,进而有的放矢地提升农民数字素养水平,激发农民建设数字乡村的活力,已成为当前数字乡村建设的当务之急。[方法/过程]文章在对农民数字素养相关概念界定的基础上,基于理论依据与现实依据构建了北京农民数字素养评价指标体系并进行了合理性检验,评价分析了现阶段北京市农民数字素养水平,并分析探讨了北京农民数字素养的影响因素。[结果/结论]北京农民数字素养综合水平为68.15,在不同区域间、不同维度间、不同群体间存在较大差异。农民数字素养受年龄的负向影响,受受教育程度、收入水平、数字化培训、数字化服务、数字科普宣传、数字生活氛围、数字网络的正向影响。建议通过加强顶层设计、营造良好氛围、构建终身学习体系、构建保障机制等方式来有效提升农民数字素养,激发其数字乡村参与活力。

关键词：数字乡村农民数字素养概念框架水平评价影响因素

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基于三维数字化的小麦植株表型参数提取方法

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智慧农业（中英文） 2022年第2期4卷 150-162页

作者：郑晨曦温维亮卢宪菊郭新宇赵春江北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心数字植物北京市重点实验室北京100097 西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712100

针对小麦植株分蘖多、器官间交叉遮挡严重,难以用图像或点云准确提取植株和器官表型的问题,本研究提出了基于三维数字化的小麦植株表型参数提取方法。首先提出了小麦植株各器官数字化表达方法,制定了适用于小麦全生育期的三维数字化数... 详细信息

针对小麦植株分蘖多、器官间交叉遮挡严重,难以用图像或点云准确提取植株和器官表型的问题,本研究提出了基于三维数字化的小麦植株表型参数提取方法。首先提出了小麦植株各器官数字化表达方法,制定了适用于小麦全生育期的三维数字化数据获取规范,并依据该规范进行数据获取。根据三维数字化数据的空间位置语义信息和表型参数的定义,提出了小麦植株表型参数计算方法,实现了小麦植株和器官长度、粗度和角度等3类共11个常规可测表型参数的计算。进一步提出了定量描述小麦株型和叶形的表型指标。其中,植株围度通过基于最小二乘法拟合三维离散坐标计算,用于定量化描述小麦植株松散/紧凑程度;小麦叶片卷曲和扭曲程度为定量化叶形的指标,根据叶面向量方向变化计算得到。利用丰抗13号、西农979号和济麦44号三个品种小麦起身期、拔节期、抽穗期三个时期的人工测量值和提取值进行验证。结果表明,在保持植株原始三维形态结构的前提下,提取的茎长、叶长、茎粗、茎叶夹角与实测数据精度相对较高,R^(2)分别为0.93、0.98、0.93、0.85;叶宽和叶倾角与实测数据的R^(2)分别为0.75、0.73。本方法能便捷、精确地提取小麦植株和器官形态结构表型参数,为小麦表型相关研究提供了有效技术支撑。

关键词：起身期三维数字化表型相关小麦植株拔节期叶形数字化数据数据获取

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自动监测装置用温室粉虱和蓟马成虫图像分割识别算法

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农业工程学报 2018年第1期34卷 164-170页

作者：杨信廷刘蒙蒙许建平赵丽魏书军李文勇陈梅香陈明李明上海海洋大学信息学院上海201306 北京农业信息技术研究中心/国家农业信息化工程技术研究中心/农产品质量安全追溯技术及应用国家工程实验室/农业部农业信息技术重点实验室北京100097 北京市丰台区植保植检站北京100097 北京市农林科学院植物保护环境保护研究所北京100097

为了监测温室黄瓜作物虫害种类、数量变化情况以预测虫害发展趋势,该文以粉虱和蓟马为例,提出了一种基于Prewitt、Canny边缘检测算子分割和SVM(support vector machine)的温室粉虱和蓟马诱虫板的图像识别算法。该方法利用HSI(Hue-Satura... 详细信息

为了监测温室黄瓜作物虫害种类、数量变化情况以预测虫害发展趋势,该文以粉虱和蓟马为例,提出了一种基于Prewitt、Canny边缘检测算子分割和SVM(support vector machine)的温室粉虱和蓟马诱虫板的图像识别算法。该方法利用HSI(Hue-Saturation-Intensity)颜色空间的I分量与L*a*b*颜色空间的b分量二值图像中害虫目标与背景的高对比性,再分别相应地利用Prewitt算子和Canny算子进行单头害虫边缘分割,再经过形态学处理,最后融合这两幅二值图像完成单头害虫区域的提取。然后提取害虫的5个形态特征(面积、相对面积、周长、复杂度、占空比)及9个颜色特征(Hue-Saturation-Value颜色空间、HSI颜色空间、L*a*b*颜色空间各分量的一阶矩),并对这14个特征参数进行归一化处理,将特征值作为SVM的输入向量,进行温室粉虱和蓟马的诱虫板图像识别。通过分析比较不同向量组合的BP(back propagation)与SVM的害虫识别率、4种不同SVM核函数的害虫识别率,发现颜色特征向量是粉虱和蓟马识别的主成分,且SVM的识别效果优于BP神经网络、线性核函数的SVM分类性能最好且稳定。结果表明:平均识别准确率达到了93.5%,粉虱和蓟马成虫的识别率分别是96.0%和91.0%,能够实现温室害虫的诱虫板图像识别。该研究可以为虫害的监测与预警提供支持,为及时采取正确的防治措施提供重要的理论依据。

关键词：图像处理、图像分割算法边缘检测支持向量机颜色空间虫害监测

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作物种子三维数字化方法研究

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种子 2022年第8期41卷 121-125页

作者：张云鹤郭新宇卢宪菊赵欢李远鲲温维亮北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 数字植物北京市重点实验室北京100097

作物种子体积小、内外部形态结构细节丰富,传统方法难以实现其内外部形态结构信息的高分辨率获取和表型参数的准确测算。本研究分别采用高分辨率三维扫描仪和显微CT两种方法获取玉米、水稻和棉花种子三维数据,利用所获取的数据计算各种... 详细信息

作物种子体积小、内外部形态结构细节丰富,传统方法难以实现其内外部形态结构信息的高分辨率获取和表型参数的准确测算。本研究分别采用高分辨率三维扫描仪和显微CT两种方法获取玉米、水稻和棉花种子三维数据,利用所获取的数据计算各种种子表面积和体积表型参数,并从成本、获取过程自动化程度和获取效率等多方面对比分析两种方法的优缺点。结果表明,作物种子三维数字化数据采集要求设备分辨率<20μm可得到满足需求的数据;两种方法均可实现作物种子高分辨率三维数据采集和表型参数计算,计算结果可反映物种、品种及种子个体间的差异;外表面三维扫描可获取带有颜色信息的种子外部三维数据,而显微CT可获取种子内外部的高质量三维数据。两种三维数字化方法预期可为作物种子高分辨率三维数据采集、表型参数测算和种子质量检测等提供技术支撑。

关键词：三维种子数字化三维扫描表型

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农业大模型:关键技术、应用分析与发展方向

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智慧农业（中英文） 2024年第2期6卷 1-13页

作者：郭旺杨雨森吴华瑞朱华吉缪祎晟顾静秋国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 农业农村部数字乡村技术重点实验室北京100097 新加坡国立大学设计与工程学院新加坡117583新加坡

[目的/意义]近年来,人工智能在农业领域的应用取得了显著进展,但仍面临诸如模型数据收集标记困难、模型泛化能力弱等挑战。大模型技术作为近期人工智能领域新的热点技术,已在多个行业的垂直领域中展现出了良好性能,尤其在复杂关联表示... 详细信息

[目的/意义]近年来,人工智能在农业领域的应用取得了显著进展,但仍面临诸如模型数据收集标记困难、模型泛化能力弱等挑战。大模型技术作为近期人工智能领域新的热点技术,已在多个行业的垂直领域中展现出了良好性能,尤其在复杂关联表示、模型泛化、多模态信息处理等方面较传统机器学习方法有着较大优势。[进展]本文首先阐述了大模型的基本概念和核心技术方法,展示了在参数规模扩大与自监督训练下,模型通用能力与下游适应能力的显著提升。随后,分析了大模型在农业领域应用的主要场景;按照语言大模型、视觉大模型和多模态大模型三大类,在阐述模型发展的同时重点介绍在农业领域的应用现状,展示了大模型在农业上取得的研究进展。[结论/展望]对农业大模型数据集少而分散、模型部署难度大、农业应用场景复杂等困难提出见解,展望了农业大模型未来的发展重点方向。预计大模型将在未来提供全面综合的农业决策系统,并为公众提供专业优质的农业服务。

关键词：生成式人工智能大模型农业知识服务机器学习自主决策多模态深度学习

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植株自旋转多视角重建技术在小麦植株三维表型获取中的应用评估

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中国农业科技导报 2022年第8期24卷 87-98页

作者：张文麒吴升郭新宇温维亮卢宪菊赵春江上海海洋大学信息学院上海201306 北京市农林科学院信息技术研究中心数字植物北京市重点实验室北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

基于多视角重建技术的作物三维表型高通量获取系统成本低、获取效率高,引起越来越多的关注。植物自旋转式拍摄平台易于搭建,但植物旋转过程中产生的抖动对点云三维重建和表型解析精度有一定影响。为评估旋转式多视角成像在小麦植株三维... 详细信息

基于多视角重建技术的作物三维表型高通量获取系统成本低、获取效率高,引起越来越多的关注。植物自旋转式拍摄平台易于搭建,但植物旋转过程中产生的抖动对点云三维重建和表型解析精度有一定影响。为评估旋转式多视角成像在小麦植株三维表型解析中的适用性,基于植物旋转设计了便携式小麦植株三维表型高通量采集系统,选取穗期不同品种的小麦植株作为实验样本进行点云重建,基于Hausdorff距离评价了重建点云的精度误差;并基于人工测量数据,对所提取的表型指标精度进行评价。结果表明,植物旋转式重建的点云与相机旋转式重建的点云有较高的一致性,点云精度差距基本控制在0.4 cm以下;获取的叶长、叶宽和株高的均根方误差分别为0.79、0.13和0.53 cm,平均绝对百分比误差分别为3.26%、7.63%和0.74%,表明该方式适合穗期的小麦植株表型重建,具有较高的点云重建和表型提取精度,并为小麦植株表型评价提供了一种低成本的解决方案。

关键词：多视角三维重建小麦植株点云表型低成本

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玉米叶片气孔表型鉴定及研究进展

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作物杂志 2023年第6期 1-10页

作者：金玉郭新宇张颖李大壮王璟璐数字植物北京市重点实验室北京100097 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 华中农业大学湖北武汉430070

叶片气孔是植物与外界联系的直接通道。气孔在玉米植株生长过程中碳、水循环调控中起着重要作用,影响着植株蒸腾和光合作用的强度。本文概述了玉米叶片气孔形态结构与主要功能特点,梳理了气孔表型破坏性与非破坏性获取方法,沿时间脉络... 详细信息

叶片气孔是植物与外界联系的直接通道。气孔在玉米植株生长过程中碳、水循环调控中起着重要作用,影响着植株蒸腾和光合作用的强度。本文概述了玉米叶片气孔形态结构与主要功能特点,梳理了气孔表型破坏性与非破坏性获取方法,沿时间脉络整理了气孔表型人工―半自动化―自动化解析方法,归纳了玉米叶片气孔表型特征分析研究进展及影响气孔形态建成的相关基因研究现状,展望了叶片气孔研究可能面临的挑战与机遇,为基于气孔表型的玉米品种筛选鉴定及遗传改良提供参考。

关键词：玉米叶片气孔表型研究进展

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基于Micro-CT的玉米自交系茎秆维管束表型高通量获取与精准解析

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江苏农业科学 2022年第12期50卷 201-211页

作者：赵欢王璟璐张颖廖生进杜建军郭新宇赵春江华中农业大学湖北武汉4300701 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 数字植物北京市重点实验室北京100097

针对玉米自交系茎秆不同节位形态特征差异大、维管束分布不同等特点,利用Micro-CT扫描技术及基于区带的维管束表型解析方法,对茎秆基部第3节、穗位节、顶位节节间进行显微图像获取,实现茎秆不同节间横切面、表皮区、周皮区、髓区、维管... 详细信息

针对玉米自交系茎秆不同节位形态特征差异大、维管束分布不同等特点,利用Micro-CT扫描技术及基于区带的维管束表型解析方法,对茎秆基部第3节、穗位节、顶位节节间进行显微图像获取,实现茎秆不同节间横切面、表皮区、周皮区、髓区、维管束相关表型的精准解析。研究结果表明,基于区带的维管束表型解析方法适用于茎秆不同节间维管束表型解析,可获得表征茎秆节间组织和维管束形态、几何性状、分布等共47项指标,获取效率高达20 s/张图像。同传统方法相比,基于区带的维管束表型解析方法效率高、通量大,且可获取的表型指标类型多。描述性统计分析结果显示,同茎秆横切面长轴长等传统指标相比,基于区带的维管束表型解析方法获取的功能区表型指标变异系数较大,能更好地反映出不同节间、不同自交系间的差异;且在不同自交系间,基部第3节的周皮区维管束数量(P=7.79×10^(-29))和穗位节的周皮区维管束面积占比(P=1.79×10^(-26))差异最显著。此外,从基部到顶部,表征横切面及各功能区几何、形态性状以及维管束数量、面积相关的表型指标呈依次减小的趋势;表征维管束分布的表型指标呈依次增加的趋势;功能区面积占比分布趋势不同,其中周皮区面积占比在基部节间最大,髓区面积占比在穗位节最大,表皮区面积占比在顶位节最大。本研究实现了玉米自交系茎秆不同节间维管束表型的高通量获取与精准解析,初步揭示了表型指标在不同节间的分布趋势,可为后期茎秆表型遗传解析和性状定向改良提供参考。

关键词：玉米茎秆 Micro-CT 区带维管束表型高通量获取精准解析

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