检索结果-内蒙古大学图书馆

智慧农业（中英文） 2020年第1期2卷 23-42页

作者：徐凌翔陈佳玮丁国辉卢伟丁艳锋朱艳周济南京农业大学作物表型组学交叉研究中心/中英植物表型组学联合研究中心/江苏省现代作物生产协同创新中心/现代作物生产省部共建协同创新中心江苏南京210095 南京农业大学工学院/江苏省现代设施农业技术与装备工程实验室江苏南京210095 国家信息农业工程技术中心/农业农村部农作物系统分析及决策重点实验室/智慧农业教育部工程研究中心/江苏省信息农业高技术研究重点实验室江苏南京210095 数字科学研发部英国国立农业植物研究所/剑桥作物研究中心英国剑桥CB30LE

植物表型组学研究正逐渐向综合化、规模化、多尺度和高通量的方向快速发展。本文首先介绍了植物表型研究的最新动向。然后针对室内表型监测平台的特点和各类室内表型针对的表型性状进行了系统介绍,包括产量、品质、胁迫抗性(包括干旱、... 详细信息

植物表型组学研究正逐渐向综合化、规模化、多尺度和高通量的方向快速发展。本文首先介绍了植物表型研究的最新动向。然后针对室内表型监测平台的特点和各类室内表型针对的表型性状进行了系统介绍,包括产量、品质、胁迫抗性(包括干旱、抗冷热、盐胁迫、重金属和病虫害)等。在此基础上,本文还根据通量、传感器集成度和平台大小等把一些国内外流行的室内植物表型平台进行了分类,并介绍了这些室内表型平台在植物研究中的应用情况。同时,本文还介绍了室内表型数据的管理和解析方法。最后,本文着重讨论了室内表型平台的发展方向,并结合中国植物研究的实际情况对表型组学在中国的发展提出了展望,以期为中国植物表型研究提供指导和建议。

关键词：植物表型组学室内表型监测产量性状品质性状抗性表型表型数据管理和解析分类

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中国南方双季稻氮营养指数及产量估算模型研究

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南京农业大学学报 2017年第1期40卷 11-19页

作者：贺志远朱艳李艳大刘小军曹强曹卫星汤亮南京农业大学国家信息农业工程技术中心/江苏省信息农业高技术研究重点实验室/江苏省现代作物生产协同创新中心江苏南京210095 江西省农业科学院农业工程研究所江西南昌330200

[目的]构建归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)和氮营养指数(nitrogen nutrition index,NNI)关系模型,并构建不同时期积分归一化植被指数(integrated NDVI,NDVI_(int))与相对产量(relative yield,RY)之间的算法,以期通过NDVI无损监测氮素营养的亏缺来预测水稻产量。[方法]通过2年(2014—2015年)不同品种和不同施氮处理的早、晚稻田间小区试验,获取水稻地上部干物质量和氮含量,冠层植被指数(NDVI)及产量等,基于临界氮浓度稀释曲线计算不同时期NNI,分析NDVI与NNI、积分NDVI与RY之间的定量关系。[结果]早、晚稻各个时期的NDVI与NNI之间能够很好地以指数函数(NNI=a×e^b×NDVI)拟合,拔节期的估算效果最好,模型为:早稻的NNI=0.431e^(1.372NDVI);晚稻的NNI=0.075e^(3.471NDVI),其估算NNI与实测NNI的R^2、准确度和RRMSE分别为0.92、0.868和7.092%(早稻)及0.84、0.914和13.736%(晚稻)。早、晚稻各时期的NDVI_(int)与RY之间存在显著线性关系,除晚稻分蘖期外都具有较好的预测准确性,经检验,早稻各时期模型预测产量与实测产量的R^2、准确度和RRMSE分别为0.91~0.93、0.812~0.899和7.216%~9.978%,晚稻的分别为0.79~0.89、0.721~0.980和5.134%~6.736%,其中全生育期的模型效果最好,但是在0.05显著水平下早稻与晚稻之间具有较大差异。[结论]构建的基于NDVI的氮营养指数估算模型及基于积分NDVI的相对产量估算模型分别能够准确地反映作物氮素营养状况和预测产量,可为中国南方双季稻区追肥管理和产量预测提供技术支持和理论依据。

关键词：双季稻 NDVI 氮营养指数模型产量

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一种尺度效应指数修正的格网示意地图制图算法

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武汉大学学报（信息科学版） 2015年第8期40卷 673-676页

作者：张珣钟耳顺张小虎王少华李绍俊北京工商大学计算机与信息工程学院北京100048 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 南京农业大学国家信息农业工程技术中心江苏省信息农业高技术研究重点实验室江苏南京210095

示意地图是统计数据可视化的一种新方法,但已有的面域示意地图制图算法不适用于局部数据差别大的应用。针对此问题,结合多尺度格网统计数据的尺度效应,修正了diffusion based method算法,并将该算法应用于北京市100m格网人口统计数据上... 详细信息

示意地图是统计数据可视化的一种新方法,但已有的面域示意地图制图算法不适用于局部数据差别大的应用。针对此问题,结合多尺度格网统计数据的尺度效应,修正了diffusion based method算法,并将该算法应用于北京市100m格网人口统计数据上,证明了算法的有效性,可以将该算法应用于格网统计数据示意地图制图。

关键词：格网统计数据面域示意地图尺度效应指数算法

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多光谱作物生长传感器温度特性试验

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农业工程学报 2014年第21期30卷 157-164页

作者：刘乃森倪军董继飞曹卫星姚霞田永超朱艳南京农业大学国家信息农业工程技术中心江苏省信息农业高技术研究重点实验室南京210095 淮阴师范学院江苏省环洪泽湖生态农业生物技术重点实验室淮安223300

基于光谱的作物无损监测技术可实时地获取作物生长信息，进而为作物的生长调控提供数据支持，为推广该技术在农业生产中的应用，南京农业大学国家信息农业工程技术中心研制了低成本的多光谱作物生长传感器。传感器监测作物720和810nm光... 详细信息

基于光谱的作物无损监测技术可实时地获取作物生长信息，进而为作物的生长调控提供数据支持，为推广该技术在农业生产中的应用，南京农业大学国家信息农业工程技术中心研制了低成本的多光谱作物生长传感器。传感器监测作物720和810nm光谱反射率，根据反射率反演作物的叶层氮含量、叶层氮积累量、叶面积指数和叶干重等作物生长信息。为提高传感器田间应用的温度稳定性，该文研究了温度对传感器输出特性的影响，并利用符号回归技术构建了传感器反射率的温度补偿。试验于恒温恒湿试验箱中进行，试验温度分别设定为6、11、15、20、25、30、35、40，44、49、54、62℃，相对湿度保持为40%不变，以40%和60%反射率标准灰度板为传感器的监测对象。研究结果表明，在光强不变的情况下，传感器输出电压随温度的升高呈增加趋势，反射率则表现为下降趋势。构建的温度补偿模型使反射率因温度影响产生的波动由1%～2.6%下降到0.45%以下，成对t检验结果表明反射率的温度补偿模型可显著降低温度对传感器反射率的影响（P=0.015＆lt;0.05）。该文传感器温度补偿模型的构建方法具有一定的普适性，可为其他传感器的温度补偿研究提供参考。

关键词：传感器监测温度多光谱作物生长传感器反射率温度补偿

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区域气候模型数据修订方法及其在作物模拟中的应用

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中国农业科学 2013年第16期46卷 3334-3343页

作者：吕尊富刘小军汤亮刘蕾蕾曹卫星朱艳南京农业大学农学院/国家信息农业工程技术中心/江苏省信息农业高技术研究重点实验室

【目的】建立一种修订区域气候模型所生成数据的方法,为作物模型在未来气候情景下的应用研究提供技术支持。【方法】选取徐州、淮安、郑州、潍坊、石家庄5个生态点,利用各地点1960—1993年的历史气象数据,对区域气候模型RegCM3所生成的1... 详细信息

【目的】建立一种修订区域气候模型所生成数据的方法,为作物模型在未来气候情景下的应用研究提供技术支持。【方法】选取徐州、淮安、郑州、潍坊、石家庄5个生态点,利用各地点1960—1993年的历史气象数据,对区域气候模型RegCM3所生成的1994—2010年降雨频率、逐日降雨量、太阳辐射、最高气温、最低气温等气象要素进行修订。【结果】与修订前的RegCM3数据相比,修订后的RegCM3月平均降雨量、温度、太阳辐射等气象要素与实际观测数据更加一致;修订后5个生态点1994—2010年的逐月降雨量、温度、太阳辐射等气象要素参数以及逐日降雨量、温度、太阳辐射等数据的概率分布,与实际观测数据更加吻合,尤其是RegCM3生成数据中的极端高温和高频率降水得到了较好的修正,反映降雨频率的连续干旱天数与实测数据也更趋一致。基于修订后RegCM3逐日气象数据在5个生态点的WheatGrow模型模拟产量与实测产量之间的决定系数和标准根均方差分别达0.72和10.5%,比修订前分别增加了0.35、降低8.2%左右。【结论】采用本研究所构建的方法来修订RegCM3生成的未来气象数据,并将修订后的气象数据输入作物模型,可以提高未来情景下作物模型预测的可靠性。

关键词： RegCM3 修订气象数据作物模型

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基于高斯函数的水稻叶曲线动态模拟

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中国农业科学 2013年第1期46卷 215-224页

作者：张永会汤亮刘小军刘蕾蕾曹卫星朱艳南京农业大学农学院/国家信息农业工程技术中心/江苏省信息农业高技术研究重点实验室

【目的】以高斯函数为基础构建空间曲线模型,模拟研究水稻叶曲线空间变化特征。【方法】基于不同年份与施氮水平的水稻桶栽试验,定期利用三维激光扫描仪FastScan获取水稻主茎不同叶位叶曲线空间坐标数据,并利用动态建模技术构建水稻主... 详细信息

【目的】以高斯函数为基础构建空间曲线模型,模拟研究水稻叶曲线空间变化特征。【方法】基于不同年份与施氮水平的水稻桶栽试验,定期利用三维激光扫描仪FastScan获取水稻主茎不同叶位叶曲线空间坐标数据,并利用动态建模技术构建水稻主茎不同叶位叶曲线动态模拟模型。【结果】水稻主茎不同叶位叶曲线末端与y轴正方向的夹角(AH)随生长度日(GDD)呈快-慢-快的变化趋势,符合S型曲线;从第1叶到第7叶,AH的最大值随叶位增加而增加,随后随叶位增加而减小;鞘叶夹角∠BFC与AH呈极显著线性关系。本文利用Logistic方程分别描述了不同施氮水平下水稻主茎各叶位叶曲线对应的AH以及叶曲线模型参数Sm随生长度日GDD的变化;使用分段函数描述了AH最大值随叶位的变化;将适宜施氮条件下水稻主茎第7叶位叶曲线末端与y轴正方向的夹角作为品种参数量化品种对叶曲线的影响,引入氮素影响因子量化不同氮素水平对叶片披垂度的影响。利用独立田间试验资料对所建立的模型进行检验后显示,不同施氮水平下主茎不同叶位叶曲线实测点到模拟曲线的改进Hausdorff距离(LTS-HD)的均值在分蘖中期和拔节期分别低于0.88 cm和1.18 cm。【结论】模型对水稻主茎叶曲线的空间动态变化过程具有较好的预测性,研究结果为进一步提高水稻叶片及植株的可视化效果提供了技术支持。

关键词：水稻叶曲线动态模拟高斯函数

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基于WheatGrow和CERES模型的区域小麦生育期预测与评价

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中国农业科学 2013年第6期46卷 1136-1148页

作者：吕尊富刘小军汤亮刘蕾蕾曹卫星朱艳南京农业大学农学院/国家信息农业工程技术中心/江苏省信息农业高技术研究重点实验室

【目的】研究小麦生长模型在区域应用中的关键技术,并利用WheatGrow和CERES-Wheat两套模型模拟区域小麦生育期,以检验和评价模型区域应用方法的有效性。【方法】首先利用薄盘样条法(thin plate spline,TPS)对各站点逐日气象数据进行空... 详细信息

【目的】研究小麦生长模型在区域应用中的关键技术,并利用WheatGrow和CERES-Wheat两套模型模拟区域小麦生育期,以检验和评价模型区域应用方法的有效性。【方法】首先利用薄盘样条法(thin plate spline,TPS)对各站点逐日气象数据进行空间插值,得到研究区域气象要素表面数据;其次利用TPS方法对各站点历史多年小麦播种期进行空间插值,并将插值后的结果进行多年平均得到研究区域播种期表面数据;进一步将MarkovChain Monte Carlo(MCMC)方法与生长模型相结合,利用典型站点历史多年小麦生育期实测数据,估算出典型站点的品种参数,并将其作为各省份的代表性生态型品种参数;最后将生成的气象要素和播种期表面数据以及生态型品种参数等输入到WheatGrow和CERES-Wheat模型中,并以栅格为单元进行研究区域小麦生育期的模拟,进一步结合不同站点历史年份的生育期观测资料,检验和评价模型区域应用方法的有效性,并量化区域生育期模拟结果的不确定性。【结果】两个模型在区域尺度上的生育期预测效果均较好,区域尺度上拔节期、抽穗期、成熟期的预测值和观测值之间的R2分别为0.85、0.87和0.86(WheatGrow),0.87、0.85和0.82(CERES);RMSE分别为9.6、7.2和6.3 d(WheatGrow),9.4、7.8和6.6 d(CERES)。另外,WheatGrow模型对抽穗期和成熟期区域预测的准确度略高于CERES-Wheat,但由品种参数导致的区域模拟结果的不确定性也相对较高。【结论】通过气象数据和小麦播期数据的TPS插值技术结合MCMC方法的品种参数估计技术,将基于机理的生育期模型拓展到区域尺度,较好地预测区域小麦生育期,量化了由品种参数导致模拟结果的不确定性,研究结果可为进一步量化中国小麦主产区的区域生产力提供技术支撑。

关键词：小麦生育期 TPS插值方法 MCMC 区域应用不确定性

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基于缓存机制的作物模型Web服务并发处理

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农业工程学报 2012年第6期28卷 184-190页

作者：傅兵姜海燕胥晓明刘小军曹卫星朱艳南京农业大学国家信息农业工程技术中心江苏省信息农业高技术研究重点实验室南京210095 南京农业大学信息科技学院南京210095

为了改善作物模型Web服务的响应时间,该文提出了基于缓存机制的作物模型Web服务并发处理方案。通过综合分析作物模型Web服务的组合结构、数据Web服务的通信特性以及作物模型Web服务的响应时间特征,以多线程处理和数据缓存技术为基础,设... 详细信息

为了改善作物模型Web服务的响应时间,该文提出了基于缓存机制的作物模型Web服务并发处理方案。通过综合分析作物模型Web服务的组合结构、数据Web服务的通信特性以及作物模型Web服务的响应时间特征,以多线程处理和数据缓存技术为基础,设计了基于缓存机制的作物模型Web服务并发处理方案;并以作物栽培管理知识模型Web服务为测试对象,在真实网络环境下,验证了该方案的有效性。结果表明,在单用户多地点请求和多用户多地点请求情况下,采用并发处理方案分别可以缩短32%和35%的模型服务响应时间,极大地提高了模型的多用户并发处理能力。该研究为作物模型的区域应用提供了技术支撑。

关键词：作物,模型,Web服务,并发处理,多线程,缓存机制

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基于近红外光谱的土壤全氮含量估算模型

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农业工程学报 2012年第12期28卷 183-188页

作者：张娟娟田永超姚霞曹卫星马新明朱艳河南农业大学信息与管理科学学院郑州450002 南京农业大学国家信息农业工程技术中心江苏省信息农业高技术研究重点实验室南京210095

土壤全氮是诊断土壤肥力水平和指导作物精确施肥所需的重要信息,建立土壤全氮的近红外光谱估测模型并对建模波段进行优化选择对于土壤养分信息快速获取和精确农业发展具有重要意义。该研究以中国中、东部地区5种主要类型土壤为研究对象... 详细信息

土壤全氮是诊断土壤肥力水平和指导作物精确施肥所需的重要信息,建立土壤全氮的近红外光谱估测模型并对建模波段进行优化选择对于土壤养分信息快速获取和精确农业发展具有重要意义。该研究以中国中、东部地区5种主要类型土壤为研究对象,利用近红外光谱仪采集土壤样品的光谱信息,结合近红外区域分子振动特点选取全谱、合频、一倍频、二倍频和N-H基团及其组合的8个波段,采用多元散射校正等多种预处理方法组合进行处理,结合偏最小二乘法(PLS)对每个波谱区域进行定标建模。结果表明,利用4000～5500cm-1波谱区域结合附加散射校正处理过的原始光谱建立的模型精度表现最好,其内部互验证决定系数达到0.90,均方根误差为0.16。经不同类型土壤的观测资料检验,模型验证决定系数为0.91,均方根误差为0.15,相对分析误差RPD为3.40,表明模型具有极好的预测能力。因此,利用近红外光谱可以实现土壤全氮的快速估测,且以合频波段(4000～5500cm-1)为建模区域可以得到更好的预测效果。

关键词：土壤全氮近红外光谱模型偏最小二乘法

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不同品种和氮素条件下水稻茎鞘夹角动态模拟

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中国农业科学 2012年第21期45卷 4361-4368页

作者：张永会汤亮刘小军曹卫星朱艳南京农业大学农学院/国家信息农业工程技术中心/江苏省信息农业高技术研究重点实验室

【目的】建立水稻主茎上不同叶位叶片茎鞘夹角动态变化的模拟模型。【方法】基于不同株型品种和氮肥处理的水稻试验,连续观察并记录各处理不同生育时期、不同叶位的茎鞘夹角,进一步利用动态建模技术构建水稻主茎不同叶位茎鞘夹角的动态... 详细信息

【目的】建立水稻主茎上不同叶位叶片茎鞘夹角动态变化的模拟模型。【方法】基于不同株型品种和氮肥处理的水稻试验,连续观察并记录各处理不同生育时期、不同叶位的茎鞘夹角,进一步利用动态建模技术构建水稻主茎不同叶位茎鞘夹角的动态模拟模型。【结果】水稻茎鞘夹角随生长度日(GDD)不断加大,夹角从开始形成到基本稳定大致经历3个叶龄,且随氮肥施用量的增加而增大;最大茎鞘夹角随叶位的增加呈先增加后减小的趋势,第三叶的最大茎鞘夹角最大。利用Logistic方程可以描述不同品种、不同氮肥处理下,水稻茎鞘夹角随GDD的变化过程,使用直线型分段函数可以描述最大茎鞘夹角随叶位的动态变化规律,通过引入品种参数(第三叶位茎鞘夹角的最大值)量化了品种对茎鞘夹角的影响,同时在模型中添加氮素影响因子来体现氮素对茎鞘夹角的影响。【结论】利用独立的桶栽和池栽试验数据分别对模型进行检验,结果显示茎鞘夹角模拟值与观测值之间的均方根差RMSE分别为2.31°和2.87°;相对均方根差RRMSE分别为11.56%和14.77%,表明模型对水稻主茎茎鞘夹角的动态变化过程具有较好的预测性,可为水稻植株的可视化提供良好的技术支撑。

关键词：水稻茎鞘夹角动态模拟

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