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SHAW模型在冬小麦晚霜冻害监测中的适用性研究 被引量:6
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作者 刘峻明 汪念 +3 位作者 王鹏新 胡新 黄健熙 潘佩珠 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期265-274,共10页
利用一维多层水热耦合SHAW(Simultaneous heat and water)模型,在2015年商丘田间实验基础上,模拟冬小麦拔节后晚霜冻敏感期幼穗层气温,并结合拔节后天数对晚霜冻害的发生及其程度进行监测,以研究SHAW模型在冬小麦晚霜冻害监测中的适... 利用一维多层水热耦合SHAW(Simultaneous heat and water)模型,在2015年商丘田间实验基础上,模拟冬小麦拔节后晚霜冻敏感期幼穗层气温,并结合拔节后天数对晚霜冻害的发生及其程度进行监测,以研究SHAW模型在冬小麦晚霜冻害监测中的适用性。结果表明,模型能准确模拟晚霜冻敏感期幼穗层20~60 cm高度垂直方向上的每小时气温变化,模拟值与实测值间的绝对误差低于1℃的占44.7%,低于2℃的占72.5%,且夜晚的模拟效果优于白天,相较于气象站日最低气温,SHAW模型模拟的幼穗层日最低气温和低温持续时间更能反映实际冻害发生时的低温环境。由于农田小气候的影响,气象站、农田上方2 m高度和幼穗层气温具有较大差异性,当SHAW模型所需的农田上方2 m高度气象数据缺乏时,将气象站数据转换为农田2 m高度气象数据代入模型的模拟方法优于直接将气象站气象数据代入模型的模拟方法,前者模拟的幼穗层日最低气温与实测值更为接近,所确定的晚霜冻等级与实际情况更加符合。因此,利用SHAW模型对冬小麦晚霜冻害进行监测是可行且适用的,相较于传统的气象站日最低气温监测指标,可提高监测晚霜冻害发生情况和冻害程度的准确率。 展开更多
关键词 SHAW模型 冬小麦 晚霜冻害 适用性 气温模拟
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不同品种小麦中温大曲真菌群落多样性及其品质分析 被引量:5
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作者 侯小歌 惠明 +6 位作者 王文琪 韩朝阳 郭福利 胡新 孙西玉 李瑞芳 潘春梅 《中国酿造》 CAS 北大核心 2024年第7期162-170,共9页
该研究采用相关国标法测定5个品种小麦的主要品质指标,采用高通量测序技术分析5种小麦中温大曲的真菌菌群多样性,并对其感官品质和理化特性进行测定比较,进一步考察小麦主要品质指标、大曲理化特性与主要真菌属间的相关性。结果表明,中... 该研究采用相关国标法测定5个品种小麦的主要品质指标,采用高通量测序技术分析5种小麦中温大曲的真菌菌群多样性,并对其感官品质和理化特性进行测定比较,进一步考察小麦主要品质指标、大曲理化特性与主要真菌属间的相关性。结果表明,中筋小麦中温大曲具有较高的感官综合评分、优良的理化特性和最高的真菌菌群丰富度。从5种小麦中温大曲中共注释到3个优势真菌门和12个优势真菌属,共有的主要优势真菌属为嗜热真菌属(Thermomyces)、曲霉属(Aspergillus)、伊萨酵母属(Issatchenkia)、Cutaneotrichosporon和假丝酵母属(Candida)。中筋小麦大曲含有丰度较为均衡的4种共有优势真菌属,而粉质率高的强筋小麦大曲含有最低丰度的曲霉属。8个优势真菌属与大曲理化特性存在一定相关性;小麦粗蛋白和湿面筋含量显著正相关于枝孢属(Cladosporium)(P<0.05),而显著负相关于Apiotrichum、节担菌属(Wallemia)、未分类的小囊菌科(unclassified_f_Microascaceae)及子囊菌门(unclassified_p_Ascomycota)(P<0.05),淀粉含量与优势真菌属的相关性则与上述相反,粉质率也影响部分真菌属。 展开更多
关键词 小麦 中温大曲 理化特性 品质指标 真菌群落 高通量测序 相关性分析
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小麦品种对浓香大曲细菌群落与挥发性风味化合物的影响 被引量:2
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作者 侯小歌 樊俊鹏 +6 位作者 郭福利 李政 胡新 惠明 李瑞芳 孙西玉 潘春梅 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2024年第24期133-146,共14页
小麦是大曲生产主要原料,其品种特性不一。为考察小麦品种对浓香大曲细菌群落及其代谢风味物的影响,利用国标法测定小麦主要特性与成分,采用微生物可培养法联合高通量测序技术和顶空固相微萃取气质联用技术(HS-SPME-GC/MS)分别分析不同... 小麦是大曲生产主要原料,其品种特性不一。为考察小麦品种对浓香大曲细菌群落及其代谢风味物的影响,利用国标法测定小麦主要特性与成分,采用微生物可培养法联合高通量测序技术和顶空固相微萃取气质联用技术(HS-SPME-GC/MS)分别分析不同品种小麦浓香中温大曲的细菌菌群结构和挥发性风味化合物,基于Spearman相关系数,网络可视化小麦品质指标与主要细菌属的相关性。根据粗蛋白含量,5种小麦分为强筋、中强筋、中筋和弱筋小麦四类。从中温大曲中共检测到83种挥发性化合物,其中43种为特征化合物,己醇、2-甲基丁酸乙酯、异戊酸乙酯和四甲基吡嗪是强筋小麦大曲的特征风味物,丁烯醛是中筋小麦大曲的特征风味物。中筋和弱筋小麦大曲分别有最高菌落总数的好氧细菌和产酸细菌。克罗彭斯特菌属、高温放线菌属、亮杆菌属、魏斯氏菌属和芽孢杆菌属是主要优势菌群,中强筋和中筋小麦大曲中含有相对丰度较高的魏斯氏菌属和高温放线菌属,而强筋小麦大曲则相反,且前4个细菌属与特征挥发性化合物显著相关,并受小麦粗蛋白(或湿面筋)、粗淀粉及粉质率的影响。该研究结果为浓香白酒制曲小麦品种的选育及其在大曲生产中的合理化应用提供了可靠的理论依据。 展开更多
关键词 小麦品种 浓香大曲 细菌多样性 挥发性风味化合物 相关性分析
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晚霜冻影响下冬小麦冠层红边参数比较 被引量:18
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作者 武永峰 胡新 +3 位作者 吕国华 任德超 蒋卫国 宋吉青 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2190-2195,共6页
冬小麦受晚霜冻影响的外部症状短期内不明显的特点,为红边光谱的应用提供了契机。利用田间移动式霜箱和低温室系统分别开展不同温度梯度的霜冻试验,基于冻后第1天测定的冬小麦冠层光谱数据,使用最大一阶导数(FD)、四点线性插值(FPI)、... 冬小麦受晚霜冻影响的外部症状短期内不明显的特点,为红边光谱的应用提供了契机。利用田间移动式霜箱和低温室系统分别开展不同温度梯度的霜冻试验,基于冻后第1天测定的冬小麦冠层光谱数据,使用最大一阶导数(FD)、四点线性插值(FPI)、多项式拟合(POLY)、倒高斯拟合(IG)和线性外推(LE)等方法分别提取红边参数。通过相关分析、线性回归建模以及波动分析,从早期性、敏感性和稳定性方面对红边参数检测冬小麦晚霜冻的能力进行定量研究。结果表明,LE方法提取的红边位置(REP)与霜冻温度的相关性为极显著(显著性水平达到0.01),二者相关系数高于其他方法;REP随霜冻温度的降低而呈蓝移现象,温度越低,蓝移趋势越明显。FD方法提取的最小振幅(Drmin)和红边振幅与最小振幅比值(Dr/Drmin)对霜冻敏感性的表现最佳,其次是FD和IG方法提取的红边振幅与红边面积比值(Dr/SDr),敏感性最差的是LE方法提取的REP。总的来看,FD方法提取的Drmin和Dr/Drmin检测冬小麦晚霜冻的综合能力最强。以上结论可为基于冠层红边特征的冬小麦晚霜冻害早期诊断研究提供依据。 展开更多
关键词 拔节期 霜冻温度 冬小麦冠层 提取方法 红边参数比较
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基于SHAW模型的冬小麦近地面层气温模拟 被引量:4
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作者 刘峻明 汪念 +2 位作者 王鹏新 胡新 黄健熙 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期274-282,共9页
利用一维多层水热耦合SHAW(The simultaneous heat and water)模型,在田间实验的基础上,模拟河南省商丘地区2015年冬小麦拔节后近地面层0~40 cm垂直方向上的每小时气温变化特征。结果表明,冬小麦近地面层气温模拟整体效果较好,其中48%... 利用一维多层水热耦合SHAW(The simultaneous heat and water)模型,在田间实验的基础上,模拟河南省商丘地区2015年冬小麦拔节后近地面层0~40 cm垂直方向上的每小时气温变化特征。结果表明,冬小麦近地面层气温模拟整体效果较好,其中48%模拟的绝对误差低于1℃,75%模拟的绝对误差低于2℃,不同高度上模型效率ME均大于0.94;夜晚气温的模拟效果优于白天的模拟效果,白天11:00—14:00气温被过低估计,并随着近地面层高度的增加,模拟值误差越大;近地面层内3种气温特征值模拟效果的优劣依次为:日平均气温、日最低气温、日最高气温,其中,日平均气温模拟值与实测值基本吻合,日最低气温被略微高估,日最高气温被过低估计。此外,SHAW模型在冬小麦拔节后6个生育期的模拟效果均存在差异,拔节期、灌浆期和乳熟期模拟效果较好,孕穗期和开花期次之,抽穗期模拟效果相对较差。 展开更多
关键词 冬小麦 气温模拟 近地面层 SHAW模型
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基于SCE-UA算法的小麦穗分化期模拟模型参数优化 被引量:4
6
作者 刘峻明 潘佩珠 +2 位作者 王鹏新 崔珍珍 胡新 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期232-240,共9页
以河南省商丘市为研究区,首先采用OAT(One-at-a-time)方法对WheatGrow模型的输入品种参数进行敏感性分析,在此基础上以抽穗期的开始日期作为约束条件构建代价函数,引入SCE-UA(Shuffled complex evolution method developed at the Unive... 以河南省商丘市为研究区,首先采用OAT(One-at-a-time)方法对WheatGrow模型的输入品种参数进行敏感性分析,在此基础上以抽穗期的开始日期作为约束条件构建代价函数,引入SCE-UA(Shuffled complex evolution method developed at the University of Arizona)算法求解得到最优作物品种参数组合,并利用2015—2016年度和2016—2017年度田间实验资料对SCE-UA算法的有效性进行验证。结果表明,基本早熟性参数对穗分化期的模拟结果影响最显著,温度敏感性参数比光周期敏感性参数和生理春化时间参数具有更高的敏感度,生理春化时间的敏感度最低。基于优化后的参数得到的穗分化期模拟值与观测值之间的平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)和均方根误差(Root mean square error,RMSE)均小于3 d,表明SCE-UA算法可以有效地获取WheatGrow模型最优品种参数组合。本研究可为WheatGrow模型品种参数的调整优化和模型的推广应用提供依据。 展开更多
关键词 冬小麦 模型参数优化 SCE-UA算法 WheatGrow模型 穗分化期
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基于WOFOST-SHAW耦合模型的冬小麦冠层气温模拟 被引量:3
7
作者 王鹏新 刘丽娜 +1 位作者 刘峻明 胡新 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期164-172,共9页
以河南省商丘地区为研究区域,在田间实验的基础上,对WOFOST模型和SHAW模型进行本地化标定,利用WOFOST-SHAW模型模拟2016年冬小麦拔节期-成熟期冠层0~80 cm高度每小时气温的变化特征,并将其模拟结果与实测数据进行对比。结果表明,利用WOF... 以河南省商丘地区为研究区域,在田间实验的基础上,对WOFOST模型和SHAW模型进行本地化标定,利用WOFOST-SHAW模型模拟2016年冬小麦拔节期-成熟期冠层0~80 cm高度每小时气温的变化特征,并将其模拟结果与实测数据进行对比。结果表明,利用WOFOST-SHAW模型模拟的冬小麦冠层,除了80 cm高度,气温的模型效率均大于0.90,超过75%的模拟气温的绝对误差在-1.5~2.5℃之间,说明冠层气温的整体模拟精度较高。WOFOST-SHAW模型对冬小麦冠层各高度的日最低气温的模型效率平均值为0.86,日最低气温模拟值偏高0.53℃,说明冠层日最低气温的模拟值与实测值吻合度较高。同时冬小麦易受冻高度层模拟气温能准确地反映0℃以下的冠层日最低气温,因此,WOFOST-SHAW模型可以很好地模拟冠层气温,提升SHAW模型的适用性,可为冬小麦晚霜冻害的监测提供参考依据。 展开更多
关键词 冬小麦 冠层 温度模拟 WOFOST模型 SHAW模型
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基于SHAW模型的冬小麦叶温模拟
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作者 刘峻明 崔珍珍 +2 位作者 潘佩珠 王鹏新 胡新 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期110-117,共8页
叶温是反映冬小麦健康状况的关键指标,但获取麦田叶温动态变化过程及廓线分布存在着较大困难。本文以河南省商丘市为研究区,引入表达土壤-植被-大气能量传输的SHAW模型,对其进行本地化标定,在垂直方向上0~60 cm高度以10 cm为间隔进行分... 叶温是反映冬小麦健康状况的关键指标,但获取麦田叶温动态变化过程及廓线分布存在着较大困难。本文以河南省商丘市为研究区,引入表达土壤-植被-大气能量传输的SHAW模型,对其进行本地化标定,在垂直方向上0~60 cm高度以10 cm为间隔进行分层,模拟冬小麦拔节期至抽穗期间的叶温时序曲线及廓线,并结合田间同期不同高度的叶温实测数据,对模拟结果进行分析。结果表明:SHAW模型可有效地用于麦田叶温时序曲线和廓线模拟,决定系数达0.847 6,夜间模拟效果显著优于白天,决定系数分别为0.862 2和0.760 2。对叶温日平均值、最低值和最高值的分析表明,均方根误差范围为1.36~4.09℃,且最低温模拟效果最好,平均值次之,最高温误差最大。叶温廓线模拟分析表明,各高度决定系数均达到0.82以上,且随高度的增加而增大,均方根误差范围为2.41~3.35℃,平均误差均小于0℃;叶温总体上呈现出夜间随高度增加而降低的趋势,而白天随高度增加而升高的趋势。 展开更多
关键词 冬小麦 叶温模拟 叶温廓线 SHAW模型
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基于可见光图像和卷积神经网络的冬小麦苗期长势参数估算 被引量:20
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作者 马浚诚 刘红杰 +4 位作者 郑飞翔 杜克明 张领先 胡新 孙忠富 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期183-189,共7页
针对目前基于计算机视觉估算冬小麦苗期长势参数存在易受噪声干扰且对人工特征依赖性较强的问题,该文综合运用图像处理和深度学习技术,提出一种基于卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的冬小麦苗期长势参数估算方法。以... 针对目前基于计算机视觉估算冬小麦苗期长势参数存在易受噪声干扰且对人工特征依赖性较强的问题,该文综合运用图像处理和深度学习技术,提出一种基于卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的冬小麦苗期长势参数估算方法。以冬小麦苗期冠层可见光图像作为输入,构建了适用于冬小麦苗期长势参数估算卷积神经网络模型,通过学习的方式建立冬小麦冠层可见光图像与长势参数的关系,实现了农田尺度冬小麦苗期冠层叶面积指数(leaf area index,LAI)和地上生物量(above ground biomass, AGB)的准确估算。为验证方法的有效性,该研究采用以冠层覆盖率(canopy cover, CC)作为自变量的线性回归模型和以图像特征为输入的随机森林(random forest, RF)、支持向量机回归(support vectormachinesregression,SVM)进行对比分析,采用决定系数(coefficientofdetermination,R2)和归一化均方根误差(normalized root mean square error, NRMSE)定量评价估算方法的准确率。结果表明:该方法估算准确率均优于对比方法,其中AGB估算结果的R2为0.7917,NRMSE为24.37%,LAI估算结果的R2为0.8256,NRMSE为23.33%。研究可为冬小麦苗期长势监测与田间精细管理提供参考。 展开更多
关键词 作物 生长 参数估算 冬小麦 苗期 叶面积指数 地上生物量 卷积神经网络
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土壤表层湿度影响下冬小麦晚霜冻害及冠层光谱检测 被引量:10
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作者 孟雷 武永峰 +3 位作者 胡新 吕国华 任德超 宋吉青 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1482-1488,共7页
为探究土壤表层湿度影响下冬小麦冠层光谱反射率响应晚霜冻害的特征,并检验敏感光谱波段预测小麦产量变化的能力,于2013和2014年小麦拔节期,分别设置了表层土壤含水量为<10%(干)、10%~20%(中)和>20%(湿)的三个湿度处理的冻前试验... 为探究土壤表层湿度影响下冬小麦冠层光谱反射率响应晚霜冻害的特征,并检验敏感光谱波段预测小麦产量变化的能力,于2013和2014年小麦拔节期,分别设置了表层土壤含水量为<10%(干)、10%~20%(中)和>20%(湿)的三个湿度处理的冻前试验,并在低温室内进行降温处理。分析了不同土壤表层湿度下受冻冬小麦的穗数、穗粒数、千粒重、单株产量、冠层光谱反射率及其一阶微分值的差异,对冬小麦冻害产量变化率和高光谱特征参量进行了相关分析和一元线性拟合。结果表明:冬小麦穗粒数和单株产量总体上均随土壤表层湿度的降低而呈减少态势,在土壤表层干处理条件下冻害对冬小麦产量造成的影响最为显著(p<0.05);在绿峰(523nm附近)、黄边(571nm附近)、红边(732nm附近)和近红外台的两个水分吸收带(952和1 145nm附近),干+冻害处理冬小麦冠层反射率的一阶微分值与中+冻害、湿+冻害处理的差值明显;剥离了土壤表层湿度对光谱的影响后,冬小麦冠层反射率一阶微分差值在以570nm为中心的黄边区域和以710nm为中心的红边区域对干、中和湿梯度处理下晚霜冻害响应的差异明显;两年试验中的黄边面积(SDy)和570nm处一阶微分值(d570)均与冻害产量变化率达到显著正相关(p<0.05),说明黄边区域的高光谱特征参量可用于检测土壤表层湿度影响下的冬小麦晚霜冻害程度。本研究可为土壤表层湿度和晚霜冻害叠加影响下冬小麦产量变化预测方法的探讨提供参考。 展开更多
关键词 冬小麦冠层 土壤表层湿度 晚霜冻害 高光谱参量
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晚霜冻影响下冬小麦冠层光谱特征与株高要素变化关系 被引量:3
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作者 史萍 武永峰 +3 位作者 胡新 吕国华 任德超 宋吉青 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3845-3850,共6页
冬小麦遭受晚霜冻害后,生理生态方面会发生显著变化,其中又以株高要素的变化最为显著。提取了包括红边位置、红边振幅在内的15个光谱特征参数,以及包括株高、穗长、穗下节间长和倒二节间长变化率4个株高要素,通过相关分析,筛选出与光谱... 冬小麦遭受晚霜冻害后,生理生态方面会发生显著变化,其中又以株高要素的变化最为显著。提取了包括红边位置、红边振幅在内的15个光谱特征参数,以及包括株高、穗长、穗下节间长和倒二节间长变化率4个株高要素,通过相关分析,筛选出与光谱特征相关性最好的株高变化率参数,并建立逐步回归模型。结果表明:仅有株高变化率在2013和2014年两期试验中均与光谱特征参数达到显著相关;将两期试验数据合并后,则穗长、穗下节间长和倒二节间长的变化率也均达到显著相关。综合考虑模型的Adj.R^2和显著性水平(Sig.)可知,模型拟合效果最好的是穗长变化率,其次是株高,穗下节间和倒二节间长变化率。比较模型的RMSE可知,模型预测精度最高的是穗下节间长变化率。该研究对在冻害胁迫条件下用光谱特征参数预测小麦株高各要素的变化提供了很好的参考,对研究晚霜冻害低温胁迫下冬小麦株高要素变化的规律具有指示性意义。 展开更多
关键词 冬小麦 晚霜冻害 光谱指数 株高要素 相关分析 回归分析
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基于RGB图像与深度学习的冬小麦田间长势参数估算系统 被引量:14
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作者 李云霞 马浚诚 +1 位作者 刘红杰 张领先 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第24期189-198,共10页
为准确、快速获取冬小麦田间长势信息,该研究设计并实现了一种基于深度学习的冬小麦田间长势参数估算系统。该系统主要包含长势参数估算模块和麦穗计数模块。长势参数估算模块基于残差网络ResNet18构建长势参数估算模型,实现了冬小麦苗... 为准确、快速获取冬小麦田间长势信息,该研究设计并实现了一种基于深度学习的冬小麦田间长势参数估算系统。该系统主要包含长势参数估算模块和麦穗计数模块。长势参数估算模块基于残差网络ResNet18构建长势参数估算模型,实现了冬小麦苗期叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)和地上生物量(Above Ground Biomass,AGB)的估算,并基于迁移学习进行泛化能力测试;麦穗计数模块基于Faster R-CNN并结合非极大值抑制(Non Maximum Suppression,NMS)构建麦穗计数模型,实现了开花期麦穗准确计数。结果表明,针对2017—2018和2018—2019两个生长季数据,基于ResNet18的长势参数估算模型对LAI估算的决定系数分别为0.83和0.80,对AGB估算的决定系数均为0.84,优于基于传统卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)、VGG16和GoogLeNet构建的估算模型,并且泛化能力测试表明该模型对数据的季节性差异具有鲁棒性。基于Faster R-CNN的麦穗计数模型,在利用NMS优化后决定系数从0.66增至0.83,提升了25.8%,NRMSE从0.19降至0.05,下降了73.7%。相较于基于CNN构建的分类计数模型,基于Faster R-CNN+NMS的麦穗计数模型表现更优,决定系数为0.83,提升了33.9%,单个麦穗识别时间为1.009 s,效率提升了20.7%。综上所述,该系统能够满足冬小麦田间长势参数估算需求,可为冬小麦田间精细化管理提供支撑。 展开更多
关键词 机器视觉 图像处理 模型 冬小麦 深度学习 叶面积指数 地上生物量 麦穗计数
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Sentinel-2宽波段光谱指数预测拔节后受冻冬小麦减产率 被引量:4
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作者 赵爱萍 马浚诚 +3 位作者 武永峰 胡新 任德超 李崇瑞 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2225-2232,共8页
冬小麦拔节期后的晚霜冻害在区域尺度上表现出一定的空间差异,决定了应对冻害采取分区措施。基于Sentinel-2卫星数据的宽波段光谱指数预测区域冬小麦减产率,对灾情评估和生产管理决策具有重要意义。采用人工模拟霜冻试验,以光谱重采样将... 冬小麦拔节期后的晚霜冻害在区域尺度上表现出一定的空间差异,决定了应对冻害采取分区措施。基于Sentinel-2卫星数据的宽波段光谱指数预测区域冬小麦减产率,对灾情评估和生产管理决策具有重要意义。采用人工模拟霜冻试验,以光谱重采样将ASD FieldSpec■3光谱辐射计获取的冠层反射率模拟为Sentinel-2传感器对应的波段反射率。采用19个已有光谱指数和以3种形式(简单比值、简单差值、归一化)组合构建的光谱指数构建冬小麦减产率线性回归模型。在每种形式中,筛选出决定系数排名前三的宽波段光谱指数作为候选指数。以商丘地区自然霜冻事件为契机,以Sentinel-2卫星数据计算候选指数,利用地面采样点的实测减产率验证候选指数精度。结果表明:(1)随着处理温度的降低,冬小麦冠层反射率在近红外区呈降低趋势,在可见光区和短波段红外区呈升高趋势;(2)重采样前后反射率数据计算的19个已有光谱指数中,大部分指数与减产率呈显著相关(p<0.001)。筛选出的12个候选光谱指数预测冬小麦减产率的线性回归精度较好,在校正集和验证集中的决定系数均高于0.631;(3)Sentinel-2卫星数据计算的候选光谱指数精度验证结果表明,包含波段B9的3个光谱指数未能通过显著性检验,其他9个光谱指数通过极显著性检验(p<0.001)。基于波段B8,B8a和B12组合的2个光谱指数(B8a-B12和B8-B12)精度较好,决定系数R^(2)分别为0.543和0.492,均方根误差RMSE分别为8.510%和8.971%。该研究构建光谱指数B8a-B12和B8-B12符合简单差值形式,是预测冬小麦减产率宽波段光谱指数的最佳组合。研究成果揭示了冬小麦幼穗发育期冠层反射率在不同低温胁迫下的响应机制,表明Sentinel-2宽波段光谱指数预测冬小麦减产率有良好的精度,在霜冻后区域尺度上的冬小麦减产率预测具有可行性,对于不同地区霜冻灾害的措施制定具有指导作用。 展开更多
关键词 冬小麦 晚霜冻害 光谱重采样 Sentinel-2 遥感 减产率
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施氮量对小麦旗叶光合特性、SPAD值、籽粒产量及碳氮代谢的影响 被引量:36
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作者 葛君 姜晓君 《天津农业科学》 CAS 2019年第3期1-4,共4页
为探讨氮素对小麦生长、产量及品质的最佳效应,以周麦22为试材,设置0,105,175,245,315 kg·hm^(-2)5个氮素水平,研究不同氮素用量对小麦旗叶光合特性、叶绿素含量(SPAD值)、施氮量与SPAD值相关关系、碳氮代谢相关酶活性、籽粒产量... 为探讨氮素对小麦生长、产量及品质的最佳效应,以周麦22为试材,设置0,105,175,245,315 kg·hm^(-2)5个氮素水平,研究不同氮素用量对小麦旗叶光合特性、叶绿素含量(SPAD值)、施氮量与SPAD值相关关系、碳氮代谢相关酶活性、籽粒产量和蛋白质含量的影响。结果表明:不同氮素用量对小麦光合特性、SPAD值、碳氮代谢相关酶活性、籽粒产量和蛋白质含量影响显著。在0~245 kg·hm^(-2)范围内,光合速率、SPAD值随氮素用量的增加而增加,至245 kg·hm^(-2)时值最大,较对照分别增加142.51%和3.05%,与对照差异极显著(P<0.01);315 kg·hm^(-2)时上述指标均下降。蒸腾速率和气孔导度变化规律一致,在N175时值最大,较对照分别提高了165.91%和89.16%。处理间胞间CO_2浓度与光合速率呈负相关关系。拔节期SPAD值与氮素用量具有显著正相关关系,决定系数为0.816,相关系数为0.783。籽粒产量和磷酸蔗糖合成酶活性随氮素用量的增加表现为先升高后降低的单峰变化规律,在245 kg·hm^(-2)时值最大,较对照分别增加了28.19%和31.71%,与对照差异极显著(P<0.01);籽粒蛋白质含量与硝酸还原酶含量变化规律类似,均随氮素用量的增加而提高,至315 kg·hm^(-2)时值最大。但综合光合速率、SPAD值、产量和品质等指标,以245 kg·hm^(-2)作为周麦22在豫东地区的最佳氮肥用量。 展开更多
关键词 氮素 光合特性 SPAD值 产量 碳氮代谢
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基于近红外漫反射光谱的农田原位表层土壤含水量定量建模方法比较 被引量:8
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作者 武永峰 董一威 +3 位作者 胡新 吕国华 任德超 宋吉青 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3416-3421,共6页
在农田尺度下,土壤表层因理化性状、粗糙度、作物根系和秸秆残茬等引起的空间异质性较为明显,样点间含水量差别相对较小,这对基于近红外漫反射光谱技术的表层土壤含水量原位测定带来极大的挑战。本研究分别利用基于单一波长(1 200,1 400... 在农田尺度下,土壤表层因理化性状、粗糙度、作物根系和秸秆残茬等引起的空间异质性较为明显,样点间含水量差别相对较小,这对基于近红外漫反射光谱技术的表层土壤含水量原位测定带来极大的挑战。本研究分别利用基于单一波长(1 200,1 400,1 450,1 820,1 940,2 000和2 250nm)反射率构建的指数衰减模型、基于归一化土壤湿度指数(NSMI)和相对吸收深度(RAD)构建的线性模型、基于土壤含水量高斯模型(SMGM)所得的拐点宽度(σ)、函数中心振幅(Rd)和高斯曲线面积(A)三个参数构建的线性或二次模型,以及基于波长区间反射率构建的偏最小二乘模型(PLS),对土壤体积含水量(VMC)进行定量分析。结果表明:(1)在单一波长反射率构建的所有指数衰减模型中,2 000nm波长显示出最佳验证效果,RMSEp最低(2.463),RPD最大(1.06);(2)与RAD相比,NSMI的验证精度更令人满意,R2(0.312)和RPD(1.224)更高,RMSEp(2.133)更低;(3)在SMGM模型参数以及PLS模型拟合VMC的验证结果中,Rd具有最佳拟合精度,其R2(0.253)和RPD(1.175)最高,RMSEp(2.222)最低;(4)总的来看,NSMI指标构建的线性模型是所有方法中精度最高的,而且计算过程简单,易于操作,可作为表层土壤含水量原位测定的首选方法。 展开更多
关键词 农田尺度 原位 近红外漫反射光谱 体积含水量 定量模型
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