科研产出
基于便携式蜜柚光谱仪的金沙柚叶片氮含量监测模型研究
《果树学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】旨在检验便携式蜜柚光谱仪（PPS）监测金沙柚叶片氮含量（LNC）的准确性，构建基于PPS的金沙柚LNC光谱监测模型。【方法】通过实施不同施氮量的试验，于幼果期和果实膨大期利用便携式蜜柚光谱仪（PPS）、ASD高光谱仪和RapidSCAN光谱仪测定冠层光谱反射率，计算得到归一化红边指数（NDRE）与归一化植被指数（NDVI），分析比较3种光谱仪测定的冠层植被指数变化规律与相关性，检验PPS的测定精度，构建基于PPS的金沙柚LNC光谱监测模型，采用不同试验点的数据检验模型。【结果】金沙柚LNC、NDVI和NDRE随着施氮量的增加表现为递增趋势；PPS和ASD测定的NDVI、NDRE间拟合的决定系数（R~2）依次为0.909 5和0.900 5,PPS和RapidSCAN测定的NDVI、NDRE间拟合的R~2依次为0.954 3和0.900 2，证明PPS的测定结果与ASD、Rapid SCAN具有很高的一致性。幼果期和果实膨大期的光谱监测模型的监测效果比生长中期好；PPS测定的NDVIPPS与NDREPPS相比，NDVIPPS与LNC之间的相关性高于NDREPPS；基于NDVIPPS的幂函数模型能准确地监测LNC，模型构建R~2介于0.821 0～0.847 2之间，模型检验的相关系数（r）、相对均方根误差（RRMSE）和均方根误差（RMSE）依次为0.895 2～0.933 3、4.4%～8.1%和0.1%～0.2%。【结论】与常规化学测试LNC相比，利用PPS可实时准确获取金沙柚LNC信息，在金沙柚轻简化种植与养分无损监测诊断中具有广阔应用前景。
关键词： 金沙柚 叶片氮含量 便携式蜜柚光谱仪 光谱监测 模型
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响应面法优化多糖类中药材发酵炮制工艺研究
《江西科学 》 2021
摘要：为优化JAXS-2菌株用于多糖类中药材发酵炮制的培养基,在单因素试验基础上,以蔗糖（A）和玉米浆粉（B）的添加量以及发酵温度（C）作为主要影响因子,以发酵炮制液总粗多糖含量（R1）为响应值,通过Design Expert 10软件的响应面Box-Behnken试验设计对发酵炮制培养基及发酵参数及其交互作用进行了研究。结果表明:A、B的交互作用对R1影响均达到了极显著水平,C的交互作用不显著。综合考虑原产品对色度的要求和生产成本,确定发酵炮制培养液最佳配方和工艺为:在基础中药材培养液中添加5 g/L蔗糖、2 g/L玉米浆粉和0. 05 g/L的七水硫酸镁,发酵温度为40℃。在该条件下R1为1 479 mg/L,与最高预测值1 545. 4 mg/L比较接近,表明该模型能较好地预测实际发酵情况,可使R1比优化前的1 024 mg/L提高44. 4%。此外,发酵炮制培养液在制备和高温灭菌过程中,在较短的时间完成了药材的“煎煮”处理,培养液总粗多糖的含量比原常规煎煮法提高了21. 7%。
关键词： 多糖类中药材 发酵炮制工艺 总粗多糖含量 模型 响应面
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江西双季稻氮素监测诊断模型的建立与应用
《应用生态学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：建立基于光谱仪的江西双季稻氮素监测诊断模型,可指导氮肥精确施用,达到双季稻丰产、提质、增效的目的。本研究开展了不同早、晚稻品种与氮素水平的小区试验,采用GreenSeeker光谱仪和作物生长监测诊断仪(CGMD)于分蘖期和拔节期测定了早、晚稻冠层光谱植被指数和植株氮积累量,建立了双季稻植株氮积累量光谱监测模型,并采用独立的田间试验数据对模型进行检验。利用双季稻丰产栽培经验及建立的氮素光谱诊断模型,对双季稻分蘖肥和穗肥施氮量进行定量推荐。结果表明:双季稻氮肥施用关键期(分蘖期和拔节期)基于两种光谱仪的光谱植被指数与植株氮积累量均呈显著正相关,分蘖期和拔节期的模型预测效果比生长前期模型好。基于GreenSeeker光谱仪的归一化差值植被指数(NDVI_((780,660)))的指数方程可较好地预测植株氮积累量,模型决定系数(R~2)为0.92～0.94,模型检验的均方根误差(RMSE)、相对均方根误差(RRMSE)和相关系数(r)分别为3.09～5.96 kg·hm~(-2)、5.8%～18.5%和0.92～0.98;基于CGMD光谱仪的差值植被指数(DVI_((810,720)))的线性方程可较好地预测植株氮积累量,R~2为0.90～0.93,模型检验的RMSE、RRMSE和r分别为3.71～6.33 kg·hm~(-2)、11.7%～14.3%和0.93～0.96。基于CGMD光谱仪的模型推荐的施氮量高于基于GreenSeeker光谱仪的模型推荐的施氮量;模型生成的精确施氮方案较传统农户方案减少施氮量5.5 kg·hm~(-2),氮肥农学利用率提高0.8%,纯收益提高128元·hm~(-2)。用双季稻氮素光谱诊断方法指导施肥能在增产的同时,降低成本,增加纯收益,对科学指导双季稻生产具有重要意义。
关键词： 光谱仪 双季稻 植被指数 监测诊断 植株氮积累量 模型
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基于高光谱的双季稻分蘖数监测模型
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：旨在阐明双季稻分蘖数与冠层反射高光谱间的定量关系,构建基于高光谱的双季稻分蘖数监测模型。基于不同早、晚稻品种和施氮水平的田间试验,于关键生育期(分蘖期、拔节期和孕穗期)测定早、晚稻分蘖数,同步使用FieldSpec HandHeld 2型高光谱仪采集早、晚稻冠层反射高光谱数据,分别利用光谱指数法和连续小波变换构建新型光谱指数和敏感小波特征对双季稻分蘖数进行监测,建立双季稻分蘖数光谱监测模型,并用独立试验数据进行检验。结果表明,新型光谱指数和敏感小波特征对双季稻分蘖数的监测效果优于其他类型光谱参数(植被指数和"三边"参数),其中位于红边区域的小波特征db7(s9,w735)监测早稻分蘖数时表现最优,监测模型R~2为0.754,模型检验相对均方根误差RRMSE为0.128;位于红边区域的小波特征mexh(s6,w714)监测晚稻分蘖数时表现最优,监测模型R~2为0.837,模型检验RRMSE为0.112。研究结果可为双季稻分蘖数快速无损监测和群体质量精确调控提供理论基础与技术支持。
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基于深度学习的作物病虫害可视化知识图谱构建
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对作物病虫害领域存在实体关系交叉关联、多源异构数据聚合能力差、知识共享困难等问题,利用知识图谱以结构化的形式描述实体间复杂关系的优势,该研究提出了一种基于深度学习的作物病虫害知识图谱构建方法.该方法在领域本体的基础上,以一种与领域语料相适应的新标注模式实现实体和关系的联合抽取.将实体和关系抽取任务转化为序列标注问题,对实体和关系进行同步标注,有效提高标注效率;为了解决重叠关系抽取问题,直接对三元组建模而不是分别对实体和关系建模,通过标签匹配和映射即可获得三元组数据.利用来自转换器的双向编码器表征量(Bidirectional Encoder Representations from Transformers,BERT)-双向长短期记忆网络(Bi-directional Long-Short Term Memory,BiLSTM)+条件随机场(Conditional Random Field,CRF)端到端模型进行试验,结果表明效果优于基于普通标注方式的流水线方法和联合学习方法中的卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)+BiLSTM+CRF、BiLSTM+CRF等经典模型,F1得分为91.34%.最后,将抽取到的知识存储到Neo4j图数据库中,直观地反映知识图谱的内部结构,实现知识可视化和知识推理.该研究构建的知识图谱可为作物病虫害智能问答系统、推荐系统、智能搜索等下游应用提供高质量的知识库基础.
关键词： 作物 病虫害 模型 知识图谱 深度学习 实体关系联合抽取
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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
《南京农业大学学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：[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。
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基于Landsat-8 OLI的鄱阳湖叶绿素a浓度定量反演
《江西科学 》 2016
摘要：Landsat-8 OLI数据的应用越来广泛、成熟,但尚未见诸在水质监测,尤其是叶绿素a浓度监测方面的应用。以叶绿素a作为参数,结合准同步的实测数据,通过在鄱阳湖的应用案例,研究、探讨利用Landsat-8 OLI卫星数据对湖泊叶绿素a遥感反演的可行性和相关潜力。根据研究,鄱阳湖与实测叶绿素a相关性最高的是波段B4(红波段),Pearson相关系数为0.916,并由此而选择B4作为构建模型的波段组合,建立线性回归、对数、指数、乘幂、二次多项式等五种回归模型,通过R2系数对比,显示二次多项式回归模型为最佳模型。经实测点验证,该模型能较好地反演出鄱阳湖的叶绿素a浓度。
关键词： 鄱阳湖 叶绿素a 模型 Landsat-8 OLI
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崇仁麻鸡肉用品系生长曲线的拟合与分析
《中国家禽 》 2013 北大核心
摘要：为了解崇仁麻鸡肉用品系的生长发育规律,运用Logistic、Gompertz和Bertalanffy3种非线性模型分别对崇仁麻鸡肉用品系公、母鸡0~12周龄体重生长数据进行曲线拟合和分析。结果表明:3种模型均能很好地模拟崇仁麻鸡肉用品系公、母鸡的生长曲线,但Gompertz模型和Bertalanffy拟合效果更佳;进一步分析模型拟合参数和理论值与实测值,认为公鸡以Bertallanffy模型拟合较好,拐点周龄为8.272周,拐点体重为1025.668g;母鸡以Gompertz模型拟合较好,拐点周龄为6.188周,拐点体重为619.991g。3种模型估计的公鸡拐点体重、最大周增重均高于母鸡,拐点周龄均晚于母鸡。
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