检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2025年第3期56卷 58-66页

作者：赵燕东刘浩宇宋润泽盛文溢张漫北京林业大学工学院北京100083 城乡生态环境北京实验室北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

在作物多源信息同步采集方面,集成多源传感器实现作物表型信息的同步采集,已成为当前作物表型获取的趋势。本文针对非结构化环境下动态同步采集关键难题,为精确同步地捕捉作物在特定时刻的多维表型特征数据,设计基于深度相机、双目相机... 详细信息

在作物多源信息同步采集方面,集成多源传感器实现作物表型信息的同步采集,已成为当前作物表型获取的趋势。本文针对非结构化环境下动态同步采集关键难题,为精确同步地捕捉作物在特定时刻的多维表型特征数据,设计基于深度相机、双目相机、热红外相机、多光谱相机的固定式多表型性状的成像单元装置,开展基于精准时间协议(Precision time protocol,PTP)下传感器数据的时间同步采集研究,突破多源异构传感器时间同步并行采集技术,实现非结构化环境作物表型多维成像特征的时间同步采集。针对系统的时间同步性和稳定性,进行了连续72 h的测试,各传感器所属的授时板系统时钟(从时钟)与授时板1-PTP时钟(主时钟)之间的时间同步误差均方根均在132 ns以内,长期抖动均在286 ns以内。这一结果表明,时间同步误差符合技术指标要求;对农作物进行高强度的连续采样,进行了100次试验以评估系统的稳定性和可靠性,结果表明系统在整个试验过程中表现出良好的稳定性能,能够稳定地完成连续采集任务;在时间同步的条件下,各传感器通过授时板实现同步触发,采集时间误差控制在1 ms以内。该系统在稳定性和动态性能方面均符合农业生产的实际使用需求。

关键词： PTP 作物表型时间同步多传感器

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基于电阻抗成像技术的果树苗茎杆冻融状态辨识方法

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农业工程学报 2025年第4期41卷 193-200页

作者：姜涵朱玉帆颜小飞程强中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 北京林业大学工学院北京100083 农业水资源高效利用全国重点实验室北京100083

为检测果树苗茎杆冻融状态,该研究提出了一种基于电阻抗成像技术的果树苗茎杆冻融状态辨识方法,设计了具有16个信号数据采集电极的电阻抗系统,系统软件主要包括基于C#开发的Windows平台上位机,以及用于解决成像正问题和逆问题的开源套件... 详细信息

为检测果树苗茎杆冻融状态,该研究提出了一种基于电阻抗成像技术的果树苗茎杆冻融状态辨识方法,设计了具有16个信号数据采集电极的电阻抗系统,系统软件主要包括基于C#开发的Windows平台上位机,以及用于解决成像正问题和逆问题的开源套件EIDORS。对该系统的性能进行了多种测试,测试包括恒流源输出阻抗测试、通道一致性测试、温度校正测试、成像效果测试、系统测量范围测试。系统测试表明:1)恒流源的仿真输出阻抗在MΩ级别,实际输出在低频时接近MΩ;2)16个电极的输出幅值较好的一致性;3)温度对系统输出有影响,在进行温度校正后,输出幅值标准差有明显下降;4)系统对3D打印模型成像结果符合预期,相比于6和9 cm,系统对直径3 cm的模拟石膏茎杆水分整体分布有着较好的成像效果,冻融试验对象定为3 cm以下的小茎杆。在实验室环境下进行了果树苗茎杆冻融试验,试验对象为直径3 cm的苹果树苗茎杆,试验结果表明:1)温度与电阻抗成像系统(electrical impedance tomography,EIT)测量的平均电导率变化趋势一致;2)从系统时差成像的2D水分分布可以观测出茎杆冻融过程。系统对直径3 cm的茎杆冻融状态具有较好的辨识结果,能够初步反应其冰水含量及其分布,可为茎杆冻融状态辨识提供思路和检测方法。

关键词：电阻抗成像茎杆冻融果树状态辨识

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基于频域介电法的农田土壤剖面水分特征曲线原位测定方法

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农业工程学报 2025年第6期41卷 89-97页

作者：赵阳吴消同颜小飞程强中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 北京林业大学工学院北京100083 农业水资源高效利用全国重点实验室北京100083

土壤水分特征曲线是研究土壤水动力学性质和指导灌溉的重要参数。该研究针对目前土壤水分特征曲线较难在田间原位测量以及只能定点测量的现状,设计了一种基于频域介电法的土壤剖面多深度水信息原位扫描监测系统,通过利用该系统获取不同... 详细信息

土壤水分特征曲线是研究土壤水动力学性质和指导灌溉的重要参数。该研究针对目前土壤水分特征曲线较难在田间原位测量以及只能定点测量的现状,设计了一种基于频域介电法的土壤剖面多深度水信息原位扫描监测系统,通过利用该系统获取不同深度土壤体积含水率和基质势数据,得到土壤剖面水分特征曲线。该扫描监测系统组成包括:介电管式传感器模块(包含2个传感器模块、水分和水势测量管)、主控模块、4 G模块、太阳能供电模块和阿里云平台监测模块。主控模块控制2个介电管式传感器分别在水分和水势测量管中按照设定参数进行上下扫描,监测不同深度下的(5~60 cm,间隔5 cm)土壤含水率和基质势值。测量的数据存储于SD卡中,并同步上传至云平台,实现数据的远程监测与采集。系统工作1 h的耗电量为0.68 W·h,通过太阳能电池板进行供电可以实现野外长期监测。该系统含水率和基质势标定曲线的决定系数均大于0.98,在测量范围内具有较好的一致性。农田环境下的观测结果表明:该系统不仅能够监测冬小麦根区土壤剖面体积含水率和基质势的动态变化,而且能够实现原位检测土壤剖面水分特征曲线,为观测作物根区土壤水分变化、持水能力和指导智能节水灌溉提供重要依据和技术支持。

关键词：土壤农田传感器水分特征曲线剖面原位检测

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林木基因型-环境互作算法研究进展与思考

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林业科学 2025年第3期61卷 1-15页

作者：葛晓宁许新桥张怀清张京杨杰崔泽宇傅汝饶梁金洁邹添华王林龙刘洋中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局林业遥感与信息技术重点实验室北京100091 国家林业和草原局信息中心北京100714 北京林业大学北京100091 中南林业科技大学长沙410004 中国林业科学研究院林业科技信息研究所北京100091

随着全球气候变化,传统的林木育种方式面临挑战,难以满足快速气候适应与资源优化配置的迫切需求。林木基因型(G)与环境(E)之间的复杂互作关系是林木生长发育研究的核心,阐明G×E互作机制以提高林木育种效率和精准度成为研究的重点... 详细信息

随着全球气候变化,传统的林木育种方式面临挑战,难以满足快速气候适应与资源优化配置的迫切需求。林木基因型(G)与环境(E)之间的复杂互作关系是林木生长发育研究的核心,阐明G×E互作机制以提高林木育种效率和精准度成为研究的重点。本文围绕林木基因型-环境互作算法的相关研究进展,解析基因型与环境互作对表型特性塑造的机制,包括基因组与表型特征形成的关联机制、环境因子对表型的影响等;探讨多源异构数据融合在解析互作机制和育种中的应用,涵盖数据挖掘技术、融合策略和实时数据处理;阐述基因型与环境互作算法在林木育种中的演变与应用,包括历史演变、在性状预测和分析中的应用等;介绍林木基因型与环境互作算法研发体系,涉及数据获取、融合、算法设计和模型优化。最后,提出林木基因型-环境互作未来研究的方向,结合可解释人工智能、数据融合、育种验证和气候适应性预测,为林木育种提供更精准的预测工具和决策支持,尤其在应对气候变化挑战时,推动林木的生态适应性与生产力提升。

关键词：基因型-环境互作林木育种数据融合机器学习深度学习

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基于改进YOLOv8和Byte Track的鲈鱼个体运动特征提取方法

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农业工程学报 2025年第5期41卷 182-190页

作者：于佳禾刘丽伟徐玲于辉辉陈英义中国农业大学国家数字渔业创新中心北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 山东省数字渔业重点实验室烟台264670 中国农业大学烟台研究院烟台264670 北京林业大学信息学院北京100083

鱼类个体运动特征提取是分析鱼类行为的重要环节,为进一步解决鲈鱼行为识别中存在小目标个体和复杂背景导致检测难,以及在多条鲈鱼跟踪过程中因遮挡和非线性运动而频繁发生的ID错误切换问题,该研究提出了一种基于改进YOLOv8和ByteTrack... 详细信息

鱼类个体运动特征提取是分析鱼类行为的重要环节,为进一步解决鲈鱼行为识别中存在小目标个体和复杂背景导致检测难,以及在多条鲈鱼跟踪过程中因遮挡和非线性运动而频繁发生的ID错误切换问题,该研究提出了一种基于改进YOLOv8和ByteTrack的鱼类个体运动特征提取方法。首先对YOLOv8n模型进行了轻量化优化,用ODConv替换了主干网络的下采样卷积,并用Wise-IoUv3 Loss代替了原有的CIoU Loss,以此降低模型大小并提高检测速度和精度。然后对ByteTrack算法分别进行优化,通过应用扩展和线性卡尔曼滤波来适应目标的非线性运动和加速变化,以及引入高斯轨迹插值后处理策略,减少了遮挡情况下的错误身份切换。改进后的YOLOv8算法在模型大小和参数上与原YOLOv8模型分别降低了约2/3,精度、召回率分别提升了0.4和0.5个百分点,具有较高的检测精度及良好的鲁棒性和实时性。改进后的ByteTrack算法平均多目标跟踪准确率(multiple object tracking accuracy,MOTA)为88.7%,多目标跟踪精度(multiple object tracking precision,MOTP)为83.8%,平均每个测试视频的ID切换次数(identity switches,IDs)仅为37,帧率(frames per second,FPS)为95帧/s,能够满足实时跟踪需求。该研究提出的改进YOLOv8和ByteTrack的鲈鱼个体运动特征提取方法能够在实际养殖场景下实现较为稳定的鲈鱼个体实时跟踪,可为大规模无接触式实际水产养殖监测提供技术支持。

关键词：计算机视觉深度学习特征提取目标检测多目标跟踪

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利用形变时序分形特征识别高山冰川区滑坡

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地球信息科学学报 2025年第1期27卷 239-255页

作者：房颖晖李郎平杨文涛兰恒星田静高佳鑫北京林业大学水土保持学院北京100083 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 长安大学地质工程与测绘学院西安710054

【目的】探究利用时序形变分形特征识别高山冰川区滑坡的方法并分析其适用性。【方法】基于查莫利滑坡及其相邻冰川的形变时间序列描述其斜率(平均形变速率)及分形特征差异,利用聚类分析区分滑坡区域与冰川并进行影响因素分析。【结果... 详细信息

【目的】探究利用时序形变分形特征识别高山冰川区滑坡的方法并分析其适用性。【方法】基于查莫利滑坡及其相邻冰川的形变时间序列描述其斜率(平均形变速率)及分形特征差异,利用聚类分析区分滑坡区域与冰川并进行影响因素分析。【结果】与冰川相比,滑坡的形变时序具有较高的分形维数和较低的分形拟合优度。虽然滑坡与冰川在形变时序的斜率(平均形变速率)上也存在较大差异,但仅使用形变速率难以对滑坡进行聚类识别,准确率仅为61.70%;而使用形变时序的分形指标(包括分形维数和分形拟合优度)可将聚类分析的准确率显著提升至近84.00%。基于形变时序分形特征进行高山冰川区滑坡识别的适用性,根本原因在于滑坡和冰川在物质组成、影响因素和发展演化等方面存在差异。相较冰川,滑坡物质组成更复杂、更易受多种因素影响、形变时序的波动性更强。【结论】利用形变时序分形特征能够成功识别高山冰川区滑坡,在全球变暖背景下,该方法预期可为高山冰川区的滑坡识别、进而为高山冰川区的防灾减灾提供一定的支撑。

关键词：高山冰川区滑坡识别形变时间序列分形维数分形拟合优度平均形变速率

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落叶松云冷杉针叶混交林间伐后林木碳生长动态变化

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林业科学研究 2025年第2期38卷 12-22页

作者：刘太艳罗光成卢军李晨朱怀远向玮北京林业大学林学院林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 汪清国有林管理分局吉林延吉133200 汪清林业分公司森调队吉林延吉133200

[目的]旨在确定树种组或单木对林分碳储量增长的贡献,分析其随间伐强度和伐后时间的动态变化,从而为以提升森林碳汇为目标的经营采伐制定合理的伐除策略提供参考依据。[方法]以吉林省金沟岭林场16块落叶松云冷杉针叶混交林固定样地为研... 详细信息

[目的]旨在确定树种组或单木对林分碳储量增长的贡献,分析其随间伐强度和伐后时间的动态变化,从而为以提升森林碳汇为目标的经营采伐制定合理的伐除策略提供参考依据。[方法]以吉林省金沟岭林场16块落叶松云冷杉针叶混交林固定样地为研究对象,分别设置20%(轻度)、30%(中度)、40%(重度)和0%(对照)4个间伐强度进行定期调查,采用由大小对称竞争下树木碳储量生长作为异速生长期望的函数与林分生长优势度结合形成的分析框架,识别不同间伐强度下树木或树种群在采伐后对剩余林分碳汇的贡献,以及随伐后时间推移的动态变化。[结果]未间伐样地的生长优势度伴随林龄的增加呈上升趋势;林分生长优势度随间伐强度的增加而减小,随伐后时间的推移而增大,但轻度间伐林分生长优势度大于未间伐林;轻度间伐促进林分中大树更好地吸收地下资源,而中度和重度间伐则使林分下层小树接收更多光照,因此轻度间伐促进了林分中大树的碳增长,中度和重度间伐促进林分中小树的碳增长;随着间伐强度的增加,林下不耐荫树种的生长逐渐超过其异速生长预期,落叶松对林分碳汇的贡献大于其他耐荫性伴生树种,尤其是大中型落叶松。[结论]自下而上的间伐重新分配了剩余树木中的可利用资源,使原本处于竞争劣势的树木获得更快生长的机会。本研究采用的分析框架能够确定间伐后不耐荫落叶松是林分碳汇的强贡献者,而耐荫针叶或阔叶树种是林分碳汇的弱贡献者。这些信息有助于确定在采伐过程中优先清除的树木,并为未来林分组成的演替途径提供指导。在该研究区,伐除林分中的弱贡献者不仅可以提升林分的碳汇,还可以通过中高强度的间伐促使以落叶松为主的森林转变成云冷杉针叶混交林。

关键词：林分生长优势度间伐温带针叶混交林异速生长期望林分碳储量生长动态

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基于潜在生产力的吉林省长白落叶松人工林立地质量评价

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北京林业大学学报 2025年第1期47卷 1-10页

作者：罗光成雷相东史景宁何潇向玮李玉堂林木资源高效生产全国重点实验室中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 北京林业大学林学院北京100083 河北农业大学经济管理学院河北保定071000 吉林省林业调查规划院吉林长春130022

【目的】为验证基于林分潜在生长量的立地质量评价方法的可行性,并优化此方法,采用潜在生长量法估算林分断面积和蓄积潜在生产力,为长白落叶松人工林立地质量评价和抚育经营提供科学依据。【方法】基于吉林省一类调查和二类调查局级固... 详细信息

【目的】为验证基于林分潜在生长量的立地质量评价方法的可行性,并优化此方法,采用潜在生长量法估算林分断面积和蓄积潜在生产力,为长白落叶松人工林立地质量评价和抚育经营提供科学依据。【方法】基于吉林省一类调查和二类调查局级固定样地数据,采用广义代数差分法建立长白落叶松人工林优势高生长模型,根据地位指数划分立地等级。建立含立地等级哑变量的断面积和蓄积生长模型,利用黄金分割法搜索最优密度,求解潜在生产力,并通过自然稀疏线进行验证;以现实林分年龄和林分密度指数计算现实生产力;结合现实生产力和潜在生产力两者差异综合评估生产力提升空间。【结果】(1)长白落叶松人工林的优势高、断面积、蓄积生长模型拟合效果良好,调整决定系数为0.877、0.985、0.966;均方根误差为1.037 m、0.886 m^(2)/(hm^(2)·a)、9.756 m3/(hm^(2)·a);相对均方根误差为7.353%、6.588%、11.890%。5个立地等级的地位指数平均值大小为19.8、17.8、15.7、13.5和11.6 m。(2)同一林龄,断面积和蓄积潜在生产力对应的最优林分密度指数不同。基准年龄30年时断面积潜在生产力为0.861~0.941 m^(2)/(hm^(2)·a),蓄积潜在生产力为5.319~8.775 m3/(hm^(2)·a)。与近熟林、成熟林、过熟林相比,中龄林和幼龄林现实生产力与潜在生产力差异较大,表明它们具有较大的生产力提升空间。(3)在林分生长过程中,潜在生产力对应的最优密度始终不大于林分自然稀疏的最大密度。【结论】约束林分初始株数后计算的潜在生产力更符合实际,进一步验证了基于潜在生长量的立地质量评价方法的可行性。在中幼龄阶段,长白落叶松的现实生产力与潜在生产力差异显著,该差异随立地质量的下降而增大。研究结果给出了潜在生产力对应的最优林分密度,可为长白落叶松人工林的抚育经营提供依据。

关键词：潜在生产力现实生产力广义代数差分法立地质量评价自然稀疏线

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刀切法估计动物种群扩散型指数

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生物数学学报 1989年第2期4卷 125-131页

作者：马占山北京林业大学昆虫教研室

一、引言研究动物种群空间格局,无论在生态学理论还是应用上都具有重要意义。用扩散型指数研究种群空间格局不受格局类型的限制,能反映空间格局的连续统(Continuum).长期以来,对扩散型指数的数值估计,大多采用矩法或最大似然法,由于扩... 详细信息

一、引言研究动物种群空间格局,无论在生态学理论还是应用上都具有重要意义。用扩散型指数研究种群空间格局不受格局类型的限制,能反映空间格局的连续统(Continuum).长期以来,对扩散型指数的数值估计,大多采用矩法或最大似然法,由于扩散型指数的统计分布一般都比较复杂,而非正态。

关键词：刀切法动物种群扩散型指数

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植物水分胁迫实时在线检测方法研究进展

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农业机械学报 2016年第7期47卷 290-300页

作者：赵燕东高超张新蔡祥北京林业大学工学院北京100083 北京林业大学城乡生态环境北京实验室北京100083 北京林业大学信息学院北京100083

植物水分胁迫程度不仅是表征植物健康状况的一个重要生命指标,而且是植物精准抚育的一个可靠依据,研究植物水分胁迫实时在线检测方法具有重大理论意义和实际应用价值。本文从植物生理特性指标(植物茎流、水势、蒸腾速率、茎体水分)和形... 详细信息

植物水分胁迫程度不仅是表征植物健康状况的一个重要生命指标,而且是植物精准抚育的一个可靠依据,研究植物水分胁迫实时在线检测方法具有重大理论意义和实际应用价值。本文从植物生理特性指标(植物茎流、水势、蒸腾速率、茎体水分)和形态(植物2D图像、3D图像、茎干直径、光谱特征)两方面着重论述植物水分胁迫检测方法的研究进展,讨论各种方法的检测原理,从实际应用角度分析各种方法优缺点,并给出了得到广大学者普遍认可的产品,指出基于植物生理特性指标的水分胁迫检测方法具有较高的检测精度,但操作较复杂,并且对植物具有不同程度的损伤;基于植物形态特性的水分胁迫检测方法具有无损、快捷、操作简单等优点,但存在检测误差相对较大的缺点。针对各种检测方法的优缺点对未来的研究方向提出了展望。

关键词：植物水分胁迫检测方法生理指标形态

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