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基于WebGIS的农业空间信息管理及辅助决策系统 被引量：51
1
作者 刘小军 朱艳 +2 位作者 姚霞 田永超 曹卫星 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期125-129,共5页
该研究在总结和提炼区域农业信息管理和评价理论与技术研究成果的基础上,运用知识工程和系统建模方法,建立了种植制度评价、农产品生态区划、农作生产潜力分析和精确农作管理的定量化动态知识模型。并运用软构件技术,基于B/S的分布式网... 该研究在总结和提炼区域农业信息管理和评价理论与技术研究成果的基础上,运用知识工程和系统建模方法,建立了种植制度评价、农产品生态区划、农作生产潜力分析和精确农作管理的定量化动态知识模型。并运用软构件技术,基于B/S的分布式网络结构,以W ebG IS为空间信息管理平台,建立了网络化、数字化的农业空间信息管理及辅助决策系统。系统实现了基本地图操作、农业空间信息查询与分析、种植制度评价、农产品生态区划、农作生产潜力分析、精确农作管理、可视化输出以及系统维护等功能。以江苏省为案例区,对系统进行了实例应用,结果表明,系统能有效地管理区域性农业空间信息,并在基于空间信息的农业生产管理决策方面具有较好的适应性和指导性。 展开更多
关键词 WEBGIS 知识模型 空间信息管理 辅助决策 精确农作
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美国农业信息化的特点与启示 被引量：12
2
作者 傅兵 曹卫星 《江苏农业科学》 CSCD 北大核心 2006年第6期7-10,共4页
关键词 美国 农业 信息化
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江苏农业商务网创新服务的实践与探索
3
作者 傅兵 曹卫星 朱艳 《江苏农业科学》 CSCD 北大核心 2008年第2期19-20,88,共3页
江苏农业商务网在建设过程中围绕信息内容建设,不断创新技术应用和组织形式;重点建设了产品供求信息发布、企业信息展示、电子商务支付三大功能体系,为信息内容发布搭建了有效平台;应用软件技术,以"一站上传,多站发布"方式,与... 江苏农业商务网在建设过程中围绕信息内容建设,不断创新技术应用和组织形式;重点建设了产品供求信息发布、企业信息展示、电子商务支付三大功能体系,为信息内容发布搭建了有效平台;应用软件技术,以"一站上传,多站发布"方式,与近50个地方特色农业网站建立了网站联盟,丰富了农产品市场信息来源;利用二级网站技术,免费为乡镇提供建站服务,整合农村乡镇信息资源;与电信企业联合开展为农手机短信服务,引入市场机制强化信息内容质量。 展开更多
关键词 农业 商务网站 服务 创新
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基于高光谱遥感的小麦叶片含氮量监测模型研究 被引量：37
4
作者 冯伟 姚霞 +2 位作者 朱艳 田永超 曹卫星 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期851-860,共10页
为了在作物氮素管理中实现叶片氮含量的实时无损估测,以不同类型小麦品种在不同施氮水平下连续3年田间试验为基础,研究了小麦叶片氮含量与冠层高光谱参数的定量关系。结果表明,叶片氮含量随着施氮水平的增加而提高,冠层光谱反射率在不... 为了在作物氮素管理中实现叶片氮含量的实时无损估测,以不同类型小麦品种在不同施氮水平下连续3年田间试验为基础,研究了小麦叶片氮含量与冠层高光谱参数的定量关系。结果表明,叶片氮含量随着施氮水平的增加而提高,冠层光谱反射率在不同叶片氮含量水平下存在明显差异。叶片氮含量的敏感波段主要存在于近红外平台和可见光区,其中,红边区域最为显著。红边及面积类参数REPIE、SDr-SDb和FD729与叶片氮含量关系密切,方程拟合决定系数R2分别为0.829、0.806和0.856,估计标准误差SE分别为0.278、0.295和0.271;模拟宽光谱波段组合类参数方程拟合精度较低,标准误差较大,以AVHRR-GVI为变量模拟方程,R2和SE分别为0.786和0.315;多波段组合类参数方程拟合效果较好,以mND705为变量建立方程,其R2和SE分别为0.836和0.275。经不同年际独立数据检验,红边及面积类参数表现最好,以REPIE、SDr-SDb和FD729三个参数为变量,模型预测的RMSE分别为0.418、0.380和0.395,相对误差RE分别为14.4%、15.1%和15.2%;模拟宽光谱波段组合类参数与多波段组合类参数比较,模拟宽光谱波段组合模型预测效果更好,以AVHRR-GVI和mND705为变量建立模型,RMSE分别为0.436和0.408,RE分别为17.3%和16.7%。以上结果表明,红边及面积类参数与叶片氮含量关系密切且表现稳定,利用REPIE、SDr-SDb和FD729三个参数可以对小麦叶片氮含量进行可靠的监测。 展开更多
关键词 小麦 高光谱遥感 叶片氮含量 监测模型
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小麦籽粒蛋白质含量高光谱预测模型研究 被引量：18
5
作者 冯伟 姚霞 +3 位作者 田永超 朱艳 刘小军 曹卫星 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1935-1942,共8页
为定量分析小麦籽粒蛋白质含量、叶片氮素营养指标、冠层高光谱参数的相互关系,确立能够准确预测小麦籽粒蛋白质含量的敏感光谱参数和定量模型,2003—2006年在连续3个生长季不同小麦品种和不同施氮水平的4个大田试验条件下,于小麦不同... 为定量分析小麦籽粒蛋白质含量、叶片氮素营养指标、冠层高光谱参数的相互关系,确立能够准确预测小麦籽粒蛋白质含量的敏感光谱参数和定量模型,2003—2006年在连续3个生长季不同小麦品种和不同施氮水平的4个大田试验条件下,于小麦不同生育期采集田间冠层高光谱数据并测定植株氮素含量和籽粒蛋白质含量。试验1以低蛋白质含量的宁麦9号和高蛋白质含量的豫麦34为材料,试验2以低、中、高蛋白质含量的宁麦9号、扬麦12和豫麦34为材料,试验3以低蛋白质含量的宁麦9号、中蛋白质含量的扬麦10号和淮麦20以及高蛋白质含量的徐州26为材料,试验4以低蛋白质含量的宁麦9号和中蛋白质含量的扬麦10号为材料。结果显示,不同品种小麦的籽粒蛋白质含量随施氮水平的提高而增加,可以通过开花期叶片氮含量和氮积累量进行可靠的估测。而不同试验条件下的叶片氮含量和氮积累量可以基于统一的光谱参数进行定量反演,其中基于REPle和mND705的叶片氮含量监测模型及基于SDr/SDb和FD742的叶片氮积累量监测模型,具有可靠的预测性和适用性。根据特征光谱参数—叶片氮素营养—籽粒蛋白质含量这一技术路径,以叶片氮素营养为交接点将两部分模型链接,建立了基于开花期高光谱参数的小麦籽粒蛋白质含量预测模型,经独立资料检验表明,以参数mND705、REPle、SDr/SDb和FD742为变量,建立成熟期籽粒蛋白质含量预报模型均给出较好的检验结果。因此,利用开花期关键特征光谱指数可以直接评价小麦成熟期籽粒蛋白质含量状况,其中基于mND705参数的预测模型更为准确可靠。 展开更多
关键词 小麦 氮素营养 籽粒蛋白质含量 高光谱遥感 预测模型
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基于高光谱遥感的小麦籽粒产量预测模型研究 被引量：25
6
作者 冯伟 朱艳 +3 位作者 田永超 姚霞 郭天财 曹卫星 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1076-1084,共9页
为了确立能够准确预测小麦籽粒产量的敏感光谱参数和定量模型,于2003-2006年连续3个生长季,通过不同小麦品种和不同施氮水平的4个大田试验,在小麦不同生育期采集田间冠层高光谱数据并测定植株氮含量、重量和叶面积指数及成熟期籽粒产量... 为了确立能够准确预测小麦籽粒产量的敏感光谱参数和定量模型,于2003-2006年连续3个生长季,通过不同小麦品种和不同施氮水平的4个大田试验,在小麦不同生育期采集田间冠层高光谱数据并测定植株氮含量、重量和叶面积指数及成熟期籽粒产量,定量分析小麦籽粒产量与冠层高光谱参数的相互关系。结果显示,小麦籽粒产量随施氮水平的提高而增加,不同地力水平间存在显著差异。灌浆前期叶片氮积累量和叶面积氮指数均能够较好地反映成熟期籽粒产量状况,而叶片氮含量和氮积累量及叶面积氮指数在拔节-成熟期的累积值与成熟期籽粒产量的回归拟合效果更好。对叶片氮含量和氮积累量及叶面积氮指数的光谱反演,在不同品种、氮素水平和年度间可以使用统一的光谱参数。根据“特征光谱参数-叶片氮素营养-籽粒产量”这一技术路径,以叶片氮素营养为交接点将模型链接,建立了基于灌浆前期高光谱参数及拔节期-成熟期特征光谱指数累积值的小麦籽粒产量预测模型。经两年独立试验数据检验表明,利用灌浆前期关键特征光谱指数可以有效地评价小麦成熟期籽粒产量状况,拔节-成熟期特征光谱指数的累积值能够稳定预报不同条件下小麦成熟期籽粒产量的变化。因此,利用冠层特征光谱指数可以快速无损地预报小麦成熟期籽粒产量。 展开更多
关键词 小麦 氮素营养 籽粒产量 高光谱遥感 预报模型
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棉花功能叶片色素含量与高光谱参数的相关性研究 被引量：17
7
作者 姚霞 吴华兵 +3 位作者 朱艳 田永超 周治国 曹卫星 《棉花学报》 CSCD 北大核心 2007年第4期267-272,共6页
叶片色素状况是评价植株光合能力、监测生长状况和预测产量潜力的重要指标，高光谱遥感技术为快速无损监测作物叶片色素提供了有效手段。本研究以4个棉花品种在3个施氮水平下的2年田间试验为基础，通过测定棉花（Gossypium hirsutum）... 叶片色素状况是评价植株光合能力、监测生长状况和预测产量潜力的重要指标，高光谱遥感技术为快速无损监测作物叶片色素提供了有效手段。本研究以4个棉花品种在3个施氮水平下的2年田间试验为基础，通过测定棉花（Gossypium hirsutum）功能叶片的高光谱反射率及对应的色素（叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b、类胡萝卜素）含量，定量分析了叶片高光谱参数与色素含量之间的相关关系。结果表明，与棉花功能叶片各色素指标相关性比较好的高光谱波段主要分布在500～700nm；由敏感波段构建的光谱指数与各色素指标的相关性均在0．50以上；且红边最小值（Lo）可以作为共同的高光谱指数来估测不同棉花品种不同氮素水平下功能叶片的叶绿素总量（组合品种的R^2为0．67）。因此，通过高光谱参数来估算棉花功能叶片色素含量是可行的。 展开更多
关键词 棉花 功能叶片 色素含量 高光谱 光谱指数
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江苏省不同类型蔬菜价格波动的时空特征分析 被引量：15
8
作者 姚霞 张卫建 +2 位作者 朱艳 曹卫星 卞新民 《江苏农业科学》 CSCD 北大核心 2006年第5期190-193,共4页
以江苏无锡、扬州、徐州的蔬菜(番茄、韭菜、青椒、蒜薹、芹菜、马铃薯)为研究对象,探讨苏南、苏中、苏北蔬菜价格波动的时空特征。结果表明,时间上,苏南、苏中、苏北3个地区的蔬菜价格均具有周期性循环波动趋势;同种蔬菜价格波动的趋... 以江苏无锡、扬州、徐州的蔬菜(番茄、韭菜、青椒、蒜薹、芹菜、马铃薯)为研究对象,探讨苏南、苏中、苏北蔬菜价格波动的时空特征。结果表明,时间上,苏南、苏中、苏北3个地区的蔬菜价格均具有周期性循环波动趋势;同种蔬菜价格波动的趋势相同,具有趋同性、联动性、灵敏性。空间上,苏南、苏中、苏北地区的蔬菜价格波动具有区域差异性,所选蔬菜的平均价格均为苏南>苏中>苏北,且苏南蔬菜价格水平显著高于苏北,苏南和苏中的价格差异不显著;3个地区的蔬菜价格波动强度为苏南(平均波动系数为0.67)>苏中(平均波动系数为0.63)>苏北(平均波动系数为0.48)。品种间,耐储存的蔬菜(如马铃薯)价格波动强度较小(平均波动系数为0.21),不耐储存的蔬菜(如蒜薹和青椒)价格波动强度较大(平均波动系数分别为1.03和0.81)。 展开更多
关键词 江苏 蔬菜 价格 波动
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基于主题图的农业模型描述与表示方法 被引量：3
9
作者 傅兵 姜海燕 +2 位作者 张梅 朱艳 曹卫星 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期190-195,共6页
为了提升不同学科模型资源的共享与管理能力,提出了一种新的农业模型描述与表示方法。它以模型组件描述信息为元数据来生成不同层次主题图。首先分析农业模型特征,建立农业模型与模型组件之间的映射关系;然后,抽取农业模型组件刻面与关... 为了提升不同学科模型资源的共享与管理能力,提出了一种新的农业模型描述与表示方法。它以模型组件描述信息为元数据来生成不同层次主题图。首先分析农业模型特征,建立农业模型与模型组件之间的映射关系;然后,抽取农业模型组件刻面与关联描述信息,构建了农业模型组件描述模型(DM-AMC),进一步将DM-AMC表示为主题类型、关联类型、事件类型以及关联角色;最后,通过实例化并采用匹配融合算法生成了面向农业模型组件的主题图(TM-AMC)。研究以作物生育期模型为例,生成了统一描述与可动态扩展的原子主题图XTM文档。通过对农业模型信息的统一描述,并以DM-AMC为基础生成多层次、便于统一访问的TM-AMC,可提升农业模型信息的全局共享与管理能力。 展开更多
关键词 农业工程 模型 模型结构 主题图 模型表示 模型管理
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基于知识模型的农业水分生产率评价与区域灌溉策略分析 被引量：3
10
作者 周留根 曹卫星 周治国 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2006年第1期117-121,共5页
引入农业标准产量概念,建立农业水分生产率评价知识模型,以省域为分析单元,从灌溉强度和灌溉广度两个方面研究农业水分生产率的变化,评价区域农业水分生产率状态,并根据不同区域水分生产率形成要素特征进行灌溉策略分析。
关键词 知识模型 农业标准产量 农业水分生产率 灌溉策略
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农业模型组件主题图的生成方法 被引量：1
11
作者 姜海燕 张梅 +2 位作者 傅兵 朱艳 曹卫星 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第12期59-61,65,共4页
分析农业模型的信息组织需求,提出一种农业模型组件主题图的生成方法,对模型组件的元数据信息进行XTM标注,形成属性元主题图。利用实例化和反射技术,生成具体模型组件的局部原子主题图。通过主题信息的字符匹配算法,融合同类模型的原子... 分析农业模型的信息组织需求,提出一种农业模型组件主题图的生成方法,对模型组件的元数据信息进行XTM标注,形成属性元主题图。利用实例化和反射技术,生成具体模型组件的局部原子主题图。通过主题信息的字符匹配算法,融合同类模型的原子主题图,形成农业模型组件的全局原子主题图。以作物生育期模型组件的主题图为实例,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 农业模型 模型组件 主题图 知识整合 生育期模型
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水稻上部叶片叶绿素含量的高光谱估算模型 被引量：64
12
作者 杨杰 田永超 +3 位作者 姚霞 曹卫星 张玉森 朱艳 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期6561-6571,共11页
叶片叶绿素(Chl)状况是评价植株光合效率和营养胁迫的重要指标,实时无损监测Chl状况对作物生长诊断及氮素管理具有重要意义。以不同生态点、不同年份、不同施氮水平、不同类型水稻品种的4个田间试验为基础,于主要生育期同步测定了水稻... 叶片叶绿素(Chl)状况是评价植株光合效率和营养胁迫的重要指标,实时无损监测Chl状况对作物生长诊断及氮素管理具有重要意义。以不同生态点、不同年份、不同施氮水平、不同类型水稻品种的4个田间试验为基础,于主要生育期同步测定了水稻主茎顶部4张叶片的高光谱反射率及Chl含量,并计算了350～2500nm范围内任意两波段组合而成的比值(SR[λ1,λ2])和归一化(ND[λ1,λ2])光谱指数以及已报道的对Chl敏感的光谱指数,进一步系统分析了叶片Chl含量与上述光谱指数之间的定量关系。结果表明,红边波段的比值和归一化光谱指数可以较好地预测水稻上部4叶的Chl含量(R2>0.9),但对于不同Chl指标其最佳组合波段有所差异。估算叶绿素a(Chla)、叶绿素总量(Chla+b)和叶绿素b(Chlb)的最佳比值光谱指数分别为SR(724,709)、SR(728,709)和SR(749,745),方程拟合决定系数R2分别是0.947、0.946、0.905;最佳归一化光谱指数分别为ND(780,709)、ND(780,712)和ND(749,745),R2分别是0.944、0.943、0.905。引入445nm波段反射率对上述光谱指数进行修正,可以降低叶片表面反射差异的影响,提高模型的应用范围。利用不同年份独立的试验资料对所建模型进行了检验,结果表明,修正型比值光谱指数mSR(724,709)、mSR(728,709)和mSR(749,745),以及修正型归一化光谱指数mND(780,709)、mND(780,712)和mND(749,745)预测Chla、Chla+b和Chlb的效果更好,其测试的RMSE分别为0.169、0.192、0.052、0.159、0.176、0.052,RE分别为8.18%、7.74%、13.01%、8.26%、7.59%、12.96%,均较修正前降低,说明修正后的光谱指数普适性更好。 展开更多
关键词 水稻 叶位 叶绿素含量 高光谱遥感 光谱指数
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监测小麦叶片氮积累量的新高光谱特征波段及比值植被指数 被引量：29
13
作者 姚霞 朱艳 +2 位作者 冯伟 田永超 曹卫星 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2191-2195,共5页
实时、快速、无损监测作物氮素状况对于精确氮肥管理具有重要意义。传统的氮素估测方法在时间或空间上难以满足要求,新兴的高光谱遥感技术为作物氮素监测提供了有效手段和技术途径。本研究的目的是基于三个田间试验的系统观测资料,探索... 实时、快速、无损监测作物氮素状况对于精确氮肥管理具有重要意义。传统的氮素估测方法在时间或空间上难以满足要求,新兴的高光谱遥感技术为作物氮素监测提供了有效手段和技术途径。本研究的目的是基于三个田间试验的系统观测资料,探索可用于小麦叶片氮素监测的新的高光谱敏感波段及比值指数。利用减量精细采样法,系统构建了350～2500nm范围内所有两两波段形成的比值光谱指数RSI(ratio spectral index),综合分析了小麦叶片氮积累量LNA(leaf nitrogen accumulation)(gN·m-2)与RSI的定量关系,发现了监测叶片氮积累量的新高光谱特征波段(990,720)和光谱指数RSI(990,720),建立了相应的监测模型y=5.095x-6.040,模型的决定系数(R2)为0.814。利用独立试验资料检验模型,决定系数(R2)为0.847,相对根均方差(RRMSE)为24.70%,表明模型预测值与观察值之间的符合度较高。因此,利用高光谱比值指数RSI(990,720)来估算小麦叶片氮积累量是精确可行的。该结果为便携式小麦氮素监测仪的研制开发及遥感信息的快速提取提供了适用可行的波段选择与技术依据。 展开更多
关键词 小麦 叶片 氮积累量 最佳波段 比值植被指数 监测模型
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基于高光谱遥感的小麦叶片氮积累量 被引量：41
14
作者 冯伟 朱艳 +3 位作者 田永超 曹卫星 姚霞 李映雪 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期23-32,共10页
作物氮素状况是评价长势、提高产量和改善品质的重要指标,因此叶片氮积累量的实时无损估测对作物生产的氮素管理具有重要意义。以多个小麦品种在不同施氮水平下的连续3 a大田试验为基础,研究了小麦叶片氮积累量与冠层高光谱参数的定量... 作物氮素状况是评价长势、提高产量和改善品质的重要指标,因此叶片氮积累量的实时无损估测对作物生产的氮素管理具有重要意义。以多个小麦品种在不同施氮水平下的连续3 a大田试验为基础,研究了小麦叶片氮积累量与冠层高光谱参数的定量关系。结果表明,冠层叶片氮积累量随着施氮水平的提高而增加,光谱反射率在不同叶片氮积累量水平下发生相应的变化。叶片氮积累量的敏感波段主要存在于近红外平台和可见光区,其中,"红边"区域表现最为显著。通过微分等技术构造多种植被指数,对高光谱参数和叶片氮积累量间进行相关回归分析,SD r/SDb、FD742和AVHRR-GVI 3个参数与叶片氮积累量关系最密切,方程拟合决定系数R2分别为0.9163、0.9097和0.9142,估计标准误差SE分别为1.165、1.079和1.077。经不同年际独立数据的检验表明,利用光谱参数FD742建立的模型对叶片氮积累量的估测精度为0.8449,预测的RMSE为0.984;红边位置REPIG对叶片氮积累量的估测精度和预测的RMSE分别为0.8394和1.014,表明预测值与观察值之间符合精度高,比较而言,FD742为自变量建立的模型可以更好地评估不同条件下叶片氮素积累状况。 展开更多
关键词 小麦 高光谱遥感 叶片氮积累量 监测模型
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利用叶片高光谱指数预测水稻群体叶层全氮含量 被引量：32
15
作者 田永超 杨杰 +2 位作者 姚霞 曹卫星 朱艳 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1529-1537,共9页
通过测定叶片高光谱来快速估测整个水稻叶层全氮含量对于水稻氮素诊断有重要意义。本文通过连续3年不同施氮水平和不同品种类型的4个大田试验,分生育期同步测定了不同叶位叶片的高光谱反射率及叶层全氮含量,并系统分析了叶片水平多种高... 通过测定叶片高光谱来快速估测整个水稻叶层全氮含量对于水稻氮素诊断有重要意义。本文通过连续3年不同施氮水平和不同品种类型的4个大田试验,分生育期同步测定了不同叶位叶片的高光谱反射率及叶层全氮含量,并系统分析了叶片水平多种高光谱指数与水稻叶层全氮含量的定量关系。结果表明,不同叶位叶片的光谱反射率与叶层全氮含量的相关程度不同,顶二叶(L2)表现最好、顶三叶(L3)次之,而L2和L3的平均光谱(L23)有助于进一步提高光谱指数的敏感性,是估测叶层氮含量的适宜叶位组合。绿光560nm和红边705nm波段附近光谱反射率与叶层全氮含量呈极显著负相关关系,两者分别与近红外波段组合而成的光谱比值指数可较好地监测水稻叶层全氮含量,其中绿光、红边窄波段比值指数SR(R780,R580)和SR(R780,R704)表现较好,与叶层全氮含量的决定系数分别为0.887和0.884;独立试验数据检验的RMSE分别为0.216和0.235。将上述2个窄波段比值指数中的近红外、绿光波段和红边波段宽度分别扩展至100、20和10nm,从而构建的宽波段比值指数SR[AR(750-850),AR(568-588)]和SR[AR(750-850),AR(699-709)]与叶层全氮含量相关性仍具有较高水平,线性回归模型的拟合精度(R2)为0.886和0.883,检验RMSE值分别为0.218和0.237。从而在叶片水平,确立了适于叶层全氮含量估测的基于绿光、红边与近红外波段的比值组合和波段适宜宽度。 展开更多
关键词 水稻 叶片 高光谱比值指数 叶层全氮含量 波段宽度 估算模型
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基于高光谱遥感的小麦冠层叶片色素密度监测 被引量：24
16
作者 冯伟 朱艳 +3 位作者 田永超 马吉锋 庄森 曹卫星 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第10期4902-4911,共10页
作物叶片色素状况是评价植株光合效率和营养胁迫的重要指标,冠层叶片色素密度(单位土地面积叶片色素总量)的实时无损监测对作物生长诊断、产量估算及氮素管理具有重要意义。以包括不同品质类型(高蛋白、中蛋白和低蛋白)的多个小麦品种... 作物叶片色素状况是评价植株光合效率和营养胁迫的重要指标,冠层叶片色素密度(单位土地面积叶片色素总量)的实时无损监测对作物生长诊断、产量估算及氮素管理具有重要意义。以包括不同品质类型(高蛋白、中蛋白和低蛋白)的多个小麦品种在不同施氮水平下的连续2a大田试验为基础,研究了小麦叶片色素密度与冠层高光谱参数的定量关系。结果表明,叶片色素(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素)密度随施氮水平增加而提高,不施氮处理的叶片色素密度随生育进程而下降,施氮处理的叶片色素密度呈单峰曲线,品种间存在明显差异。群体叶片色素密度的敏感波段主要分布在可见光区,而红边区域导数光谱表现更显著。光谱参数VOG2、VOG3、RVI(810,560)、SRE/SBE和SDr/SDb等与叶绿素密度关系较为密切,线性方程决定系数R2均在0.858以上,而与类胡萝卜素密度关系减弱,决定系数R2低于0.780,且参数间差异较小。经独立试验资料的检验表明,VOG2、VOG3、SRE/SBE和SDr/SDb对不同色素的估测结果较好,预测相对误差RE低于17.6%,虽然对叶绿素b的准确性稍低。总体上,光谱参数VOG2、VOG3、SRE/SBE和SDr/SDb与小麦群体叶片色素密度关系密切,特别是对叶片叶绿素a和叶绿素a+b的密度可以进行准确可靠的实时监测。 展开更多
关键词 小麦 高光谱遥感 叶绿素密度 类胡萝卜素密度 监测模型
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基于冠层高光谱参数的水稻叶片碳氮比监测 被引量：22
17
作者 周冬琴 朱艳 +3 位作者 杨杰 田永超 姚霞 曹卫星 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期135-141,共7页
叶片碳氮比反映了植物碳氮代谢的相对强弱,对诊断和调节植物生长与产量形成具有重要作用。该文基于不同水稻品种和不同施氮水平下2a的田间试验,系统分析了不同生育时期水稻叶片碳氮比与对应冠层高光谱反射特征的定量关系。结果表明,叶... 叶片碳氮比反映了植物碳氮代谢的相对强弱,对诊断和调节植物生长与产量形成具有重要作用。该文基于不同水稻品种和不同施氮水平下2a的田间试验,系统分析了不同生育时期水稻叶片碳氮比与对应冠层高光谱反射特征的定量关系。结果表明,叶片碳氮比与拔节后不同生育时期冠层原始反射率的相关性趋势一致,与可见光波段(350～742nm)极显著正相关,与近红外波段(750～1143 nm)极显著负相关。8个参数与2个品种不同生育时期的叶片碳氮比均有较好的相关性。通过比较模型的拟合决定系数(R2)和预测标准误(SE),确定672 nm的归一化吸收深度(ND672)与冠层叶片碳氮比(LCNR)的线性回归方程为水稻冠层叶片碳氮比的最佳监测模型。模型经过不同生育时期数据的交叉测试和独立试验资料的检验,得出对冠层叶片碳氮比的预测精确度范围为0.687～0.986,准确度为0.907～1.126,相对跟均方差为7.07～18.25,表明水稻冠层高光谱特征可以用来定量估测不同栽培条件下叶片碳氮比的变化状况。 展开更多
关键词 光谱分析 光谱仪 参数估算 监测模型 叶片碳氮比
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基于OpenGL的小麦形态可视化技术 被引量：44
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作者 伍艳莲 曹卫星 +2 位作者 汤亮 朱艳 刘慧 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期121-126,共6页
形态可视化技术是虚拟植物研究的关键技术之一。本研究以小麦作物为对象,在提出小麦形态可视化技术框架的基础上,首先研究了小麦不同器官的三维几何建模技术,构建了基于器官形态特征参数的几何模型,包括叶、茎秆和麦穗几何模型。用NURB... 形态可视化技术是虚拟植物研究的关键技术之一。本研究以小麦作物为对象,在提出小麦形态可视化技术框架的基础上,首先研究了小麦不同器官的三维几何建模技术,构建了基于器官形态特征参数的几何模型,包括叶、茎秆和麦穗几何模型。用NURBS曲面来模拟叶片和叶鞘;用圆柱体模拟茎秆的节间;并采用组合单器官的方式来构建麦穗模型:用圆柱体模拟穗轴,用椭球体和圆柱体分别模拟小穗的谷粒及小穗枝梗。然后,基于OpenGL图形平台,绘制了小麦器官的三维形态,并提出了颜色渲染、纹理映射、光照处理等真实感图形显示技术;最后,通过耦合小麦植株的拓扑结构模型以及小麦个体之间的相互关系,实现了小麦从器官-个体-群体三个层次的形态可视化,从而为构建可视化小麦生长系统奠定了技术基础。 展开更多
关键词 小麦 可视化 几何建模 渲染 OPENGL
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水稻叶色变化动态的模拟模型研究 被引量：23
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作者 常丽英 张文宇 +4 位作者 张玉屏 顾东祥 姚鑫锋 朱艳 曹卫星 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1108-1115,共8页
定量描述叶片颜色变化的动态过程是植物生长数字化和可视化的重要内容。本研究通过对不同水稻品种和不同水氮处理条件下主茎和分蘖不同叶位叶色变化过程的连续观测和定量分析,构建了水稻叶片颜色随生长度日变化的动态模拟模型。水稻叶... 定量描述叶片颜色变化的动态过程是植物生长数字化和可视化的重要内容。本研究通过对不同水稻品种和不同水氮处理条件下主茎和分蘖不同叶位叶色变化过程的连续观测和定量分析,构建了水稻叶片颜色随生长度日变化的动态模拟模型。水稻叶片颜色变化的基本过程可以用3个阶段的SPAD值分别表达,第一阶段为基于幂函数的伸长期,叶色逐渐增强,第二阶段为相对稳定的功能期,叶色基本不变,第三阶段为基于二次曲线的衰老期,叶色逐渐减弱;并基于二次曲线方程分别描述了叶片含氮量和含水量对叶色变化过程的调控效应。在此基础上,进一步建立了叶片SPAD值与叶色组分(RGB)值的关系模型。利用独立的水稻田间试验资料对所建模型进行了测试和检验,显示主茎不同叶位叶色变化3个阶段模拟值的均方根差分别为2.58、3.69和3.82,4个分蘖不同叶位叶色变化模拟值的均方根差分别为4.65、4.39、3.51和4.25;SPAD值与叶色组分间模拟值的均方根差分别为2.98和3.25。表明本模型可较好地模拟不同生长条件下水稻不同茎蘖上不同叶位叶色的动态变化过程,从而为实现水稻生长系统的数字化模拟和可视化显示奠定了基础。 展开更多
关键词 水稻 叶色 变化动态 模拟模型
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水稻叶龄与叶面积指数动态的模拟研究 被引量：17
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作者 叶宏宝 孟亚利 +2 位作者 汤亮 朱艳 曹卫星 《中国水稻科学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期625-630,共6页
依据不同类型品种的播期试验和氮肥试验结果,建立了水稻叶龄与叶面积指数(LAI)的模拟模型。叶龄模型采用幂函数描述叶片出生与播后累积热时间(TTS)的关系,TTS的计算定量了温度与出叶速率之间的非线性关系。叶面积指数模拟包括两个阶段:... 依据不同类型品种的播期试验和氮肥试验结果,建立了水稻叶龄与叶面积指数(LAI)的模拟模型。叶龄模型采用幂函数描述叶片出生与播后累积热时间(TTS)的关系,TTS的计算定量了温度与出叶速率之间的非线性关系。叶面积指数模拟包括两个阶段:在指数生长阶段,LAI随播后累积生长度日(GDD)呈指数式增长,同时受到氮素营养水平调节;当LAI≥1.6时进入非指数生长阶段,采用比叶面积法模拟,LAI是比叶面积与绿叶干物质量的乘积。绿叶干物质量是绿叶分配指数与地上部干物质量的乘积,比叶面积(SLA)为GDD的函数,同时考虑植株氮素营养因子对SLA的影响。利用生态条件和栽培条件差异较大的试验资料对模型进行了验证。结果表明,模型能较好地模拟不同条件下叶片的出生动态和LAI变化动态,表现出较强的适用性,具有参数少、易确定、简便实用的特点。 展开更多
关键词 水稻 叶龄 叶面积指数 比叶面积 模拟模型
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