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[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
朱彤 张学霞 王士远 赵静瑶 杨维
快速、准确地获取玉米种植面积信息对国家粮食安全和现代信息农业发展有重要的现实意义。遥感技术在作物种植面积提取中具有一定优势,尤其是作物物候信息和光谱数据相结合的方法更是目前发展的趋势之一。选取辽宁省3县市为研究区,利用Savitzky-Golay滤波重构后的2014-2015年MODIS-NDVI时间序列数据,提取作物物候特征和其他主要地物的NDVI曲线变化规律,结合水稻移栽期的NDVI、LSWI数据与大豆鼓粒期的近红外波段反射率数据,训练地物分类阈值、构建决策树提取2015年春玉米种植面积。考虑到耕地的
关键词：
物候 决策树 混合像元 面积提取 春玉米
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
陈卓 谢苗苗 范玲玲 陈浩 梁社芳 李正国 游良志 吴文斌 杨鹏
[目的]获取农作物空间分布信息,对于研究区域粮食安全、气候变化、陆地碳氮循环和水资源利用等都具有重要意义。[方法]该研究首先应用作物空间分配模型(SPAM-China模型),在5’×5’栅格尺度上重建了1980—2010年华北地区玉米空间分布信息;然后基于SPOT VEGETATION长时间序列NDVI数据,获取了该区域的作物熟制信息,并进一步划分出了华北地区春、夏玉米种植类型区;最后,重点分析了2000—2010年间华北地区春玉米和夏玉米种植区域的时空变化特征。[结果](1)1980—2010期间,华北地区玉米种植面积增加了360万hm2,增加面积集中在中南部地区,变化主要发生在2000年以后;(2)2000—2010期间,华北地区春玉米面积增加136万hm2,占该区玉米总种植面积的比例由17%上升至27%;夏玉米种植面积尽管也增加了87万hm2,但占该区玉米总种植面积的比重呈下降趋势;(3)春夏玉米混种区为华北地区玉米主产区,近年来呈现为春玉米增加、夏玉米减少的发展趋势,全区域92%春玉米面积增加和76%夏玉米面积减少均发生在春夏玉米混种区域内,可见该区以春玉米为代表的一熟制正呈现逐步取代以冬小麦—夏玉米为主二熟制的变化趋势。[结论]该文基于SPAM模型和遥感结合提取华北地区春、夏玉米种植面积的方法,为大区域、长时间尺度作物种植信息的获取提供了新思路。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
王力凡 潘剑君
利用水稻成熟期的影像,在进行光谱信息的统计和分析的基础上,对比水稻与其他植被在各波段DN(digital number)值以及NDVI(normalized difference vegetable index)值的数值差异,总结出水稻与其他植被反射光谱特征,认为成熟期的水稻在红光、绿光、蓝光波段DN值以及NDVI值上具有异于其他植被的特征,并通过波段运算扩大其数值差异,建立水稻像元提取模型,确定阈值,从而进行水稻种植面积的提取,精度可达91.95%。该方法能满足小区域的水稻种植面积提取和制图,并能够满足一定的精度要求。
[期刊] 经济研究参考
[作者]
晓宇
记者从中国农业部获悉，２０１６年以来，中国农业结构调整进展顺利，预计玉米调减面积超过３０００万亩，为近１３年来首次减少，目标到２０２０年将玉米面积稳定在５亿亩，调减５０００万亩。在举行的全国农业结构调整座谈会上，中国农业部部长韩长赋表示，上半年，农业农村经济保持良好发展态势，农村居民可支配收入６０５０元（人民币，下同），实际增长６．７％，高于城镇居
[期刊] 资源科学
[作者]
李俐 孔庆玲 王鹏新 王蕾 荀兰
玉米作为中国三大作物之一,监测其种植面积对及时了解其种植时空分布、保障粮食安全具有重要作用。本文以河北省涿州市为研究区,利用2016年多时相Sentine-1A SAR(Synthetic Aperture Radar,合成孔径雷达)影像,对玉米种植区域进行提取。在对研究区地物散射特性分析的基础上,分析了微波后向散射特性随不同生育期玉米植株结构发育的变化情况,选择合适时相和极化组合的后向散射系数,运用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)算法提取了玉米种植范围和面积信息,并对不同后向散射系数(标准后向散射系数(Sigma-naught,σ0)和归一化后向散射系数(Gamma-naught,γ0))用于研究区作物种植区提取的结果进行了比较。结果表明,采用时间序列(4月19日,5月30日,6月11日,7月17日)雷达图像得到的监督分类结果具有较高的分类精度和kappa系数,总体精度达92.96%,Kappa系数为0.91。因此,采用4—7月(春玉米播种至吐丝时期、夏玉米播种至拔节时期)的时间序列SAR数据能有效获取不同种植模式下的玉米信息,而增加8、9月的数据对玉米识别精度的影响不大。总体来说,采用多时相双极化的σ0数据与相同时相组合的γ0数据对玉米种植范围提取基本相同,但使用γ0数据的林地识别精度比σ0数据提高了3%。研究结果可为多极化SAR数据的玉米识别和面积监测提供参考案例。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
别婧雅 杜伟 孙本华 吕家珑
[目的]探明春玉米主产区主要土壤类型的磷库特征,合理评估该区域土壤磷素淋失风险,为减少磷投入、实现土壤磷养分的高效利用及减小养分流失所导致的环境风险提供参考。[方法]于2018年在吉林省春玉米种植区,采集4种主要土壤类型(黑土、黑钙土、白浆土、暗棕壤)表层土(0～20 cm),测定全磷、速效磷(Olsen-P)和水溶性磷(CaCl_2-P)含量,分析土壤CaCl_2-P与Olsen-P含量的关系,确定4种土壤类型磷素淋失的临界值。[结果]黑土、黑钙土、白浆土和暗棕壤全磷含量平均值依次为0.48,0.51,0.55和0.79 g/kg,Olsen-P含量平均值依次为73.34,35.85,39.52和37.02 mg/kg。与第二次土壤普查结果相比,4种土壤类型的全磷含量均有所增加。根据《中国土壤》中土壤Olsen-P含量分级标准,可知大部分土壤的Olsen-P含量都处于极好水平(>40 mg/kg)。土壤CaCl_2-P和Olsen-P含量之间的关系符合双直线模型。黑土、黑钙土、白浆土和暗棕壤磷素淋失“突变点”所对应的Olsen-P含量分别为78.82,47.37,48.61和54.00 mg/kg,CaCl_2-P含量为0.94,0.54,0.53和0.75 mg/kg。[结论]随着耕种时间的延长,春玉米种植区土壤全磷含量不断增加,其中Olsen-P含量增加更为明显。当土壤Olsen-P含量大于磷素淋失临界值时,41.4%的黑土、33.3%的黑钙土、30.4%的白浆土和22.7%的暗棕壤均存在磷素淋失风险。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
刘炜 常庆瑞 郭曼 邢东兴 员永生
【目的】从夏玉米叶片一阶导数光谱中提取监测叶片氮素含量变化的敏感红边面积,为夏玉米氮素营养遥感监测提供依据。【方法】使用高光谱仪ASD Field Spec Pro,于喇叭口期(08-05)、抽雄期(08-22)、吐丝期(09-05)和乳熟期(09-13)采集不同氮素处理水平下(0,120,240 kg/hm2)的夏玉米叶片光谱,并在红边波长范围(680~760nm)求取一阶导数(一阶导数光谱),然后采用基于小波变换的阈值去噪方法对一阶导数光谱进行去噪处理;考察夏玉米4个生育时期内一阶导数光谱对不同氮素处理水平的响应特征,以及当波长范围从红边核心区域720~740 nm逐步扩展到700~760...
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
丁子予 岳学军 曾凡国 时浩文 彭文 肖佳仪
为解决传统的种子活力检测方法存在耗时长、损伤种子等问题，实现种子活力的快速无损检测，分别利用机器学习和深度学习算法结合高光谱成像技术构建玉米种子3个活力梯度分类模型，通过人工老化方式将1 012粒玉米种子分为3个活力梯度样本，采集其高光谱数据后通过卷积平滑（SG）和多元散射校正（MSC）去除高光谱噪声，分别采用主成分分析（PCA）、连续投影算法（SPA）进行光谱特征降维，再从降维后的波段中抽取1 156、1 191和1 463 nm 3个波段合成假彩色图像，用局部二值模式（LBP）提取感兴趣区域的纹理特征，并与纯光谱特征融合。分别基于纯光谱特征构建决策树（DT）和支持向量机（SVM）模型和融合特征建立随机森林（RF）、SVM和极端梯度提升树（XGBoost）模型等机器学习模型。将假彩色图像输入ResNet18、MobileNetV2、DenseNet121、Efficientb0、Efficientb2等5个深度学习模型中进行玉米种子活力预测。结果显示，就机器学习方法而言，针对纯光谱特征表现最好的是PCA-SVM模型，其测试集准确率为92.5%；针对融合特征表现最好的是SVM模型，其测试集的分类准确率为93.1%；就深度学习方法而言，轻量化的MobileNet取得最高的测试集分类准确率99.5%；基于可解释的梯度定位类别激活映射方法表明，分类网络会重点关注玉米种子的中部或基部区域。
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
陈玉珠 周宏 殷戈
本文从东北地区玉米与其生产替代作物播种面积变化入手，比较分析了１９７８－２０１４年东北三省相关作物成本收益数据，进一步采用联立方程模型研究相关成本收益变动和劳动力用工约束对玉米相对播种面积的影响。结果表明，玉米单位产量上的低成本造就了其较强的生产竞争力；玉米相对播种面积具有很强的延续性，且受价格和资本投入因素影响显著，而各作物间的用工差距对玉米相对播种面积影响并不显著；玉米单产的连续提高及单产差距的拉大，对玉米相对播种面积影响在不同作物间的表现不同。为确保国内玉米稳定生产、科学调整农业结构，我国应在保障玉米最低收购价和稳定农资产品价格的基础上稳步推进玉米价格市场化改革，依托玉米育种技术提高玉米．．．
[期刊] 资源科学
[作者]
陈晓娜 包安明 张红利 柳梅英
MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)是现阶段积雪遥感监测及积雪水文学研究中积雪面积信息获取的重要平台,但其空间分辨率相对较低,影像中混合像元现象普遍存在。本文以MOD02HKM数据为基础,通过线性光谱混合模型(LSMM,Linear Spectral Mixing Model)对研究区MODIS影像进行像元分解,从中提取积雪面积信息,并进行精度评价。将线性光谱混合模型得到的积雪面积信息与美国国家冰雪数据中心提供的MOD10A1日积雪覆盖数据影像进行对比分析。结果表明:利用线性光谱混合模型可以较好的分解出像元中积雪面积信息,其分...
[期刊] 草业科学
[作者]
顾米嫦 舒泽兵 蒲甜 杨文钰 王小春
以西北灌区高产青贮玉米品种登海618，耐荫、抗倒大豆品种吉育441为材料，采用二因素裂区设计，综合分析玉米密度(2021年：6.75、8.25、9.75万株/hm2，2022年：9、10.5、12万株/hm2)与大豆密度(2021年：12、15、18万株/hm2，2022年：15、18、21万株/hm2)对青贮玉米-大豆带状间作的群体产量和青贮品质的影响。结果表明，玉米密度为10.5万株/hm2产量最高，较9、12万株/hm2密度分别提高23.44%和10.56%，大豆密度为15万株/hm2产量最高，达14.15t/hm2。玉米密度10.5万株/hm2+大豆密度21万株/hm2的组合下群体产量达到最高64.98 t/hm2，较最低处理(玉米密度9万株/hm2，大豆密度15万株/hm2)增产11.97 t/hm2，较同密度下的净作玉米增产3.49 t/hm2。由回归方程拟合得出玉米密度为10.96万株/hm2，大豆密度为21.00万株/hm2时，群体产量取得极大值为63.57 t/hm2。玉米、大豆密度分别为10.5、15万株/hm2时，粗蛋白含量最高达12.23%、饲草分级指数（GI）达最大值36.52，与同密度下的净作玉米相比，粗蛋白含量提高了2.39个百分点，GI提高了22.55%，带状间作模式下的ADF含量、NDF含量及相对饲用价值（RFV）与同密度的净作玉米差异不显著（P＞0.05）。采用灰色关联度分析法对各处理的生物产量和青贮营养品质进行综合评价，排名1、2的加权关联度分别为0.8900，0.8723，故筛选出北疆灌区青贮玉米大豆带状间作高产优质密度组合为：玉米密度10.5万株/hm2+大豆密度15万株/hm2，其次是玉米密度8.25万株/hm2+大豆密度18万株/hm2可在适宜区域推广应用。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
陈鹏飞 李刚 石雅娇 徐志涛 杨粉团 曹庆军
【目的】验证无人机机载高光谱传感器S185,并基于其获得的影像探讨无人机高光谱遥感反演叶面积指数的新方法。【方法】以东北玉米为研究对象,在吉林省公主岭市开展了玉米氮肥梯度试验,共设5处理,每个处理3次重复。分别在玉米的V5—V6,V11,R1—R2等生育期(Ritchie生育期)进行无人机飞行试验和地面光谱及叶面积指数测定,共获得数据45组。为验证S185影像数据,在相同尺度下提取S185影像信息与地面光谱信息,一方面从测定同一目标地物两者光谱反射率间的相关性进行分析,另一方面筛选15种常用的各类光谱指数,从整个生育期通过影像数据计算的各光谱指值与地面光谱仪计算的相应值变化趋势的一致性进行分析;将45组样品随机选择30组,基于人工神经网络算法利用S185数据建立反演叶面积指数的模型,剩下15组样品作为外部验证样品,用来验证神经网络模型的预测效果。另外,基于相同的分组数据,利用前面筛选的各光谱指数分别建立叶面积指数的反演模型,以与人工神经网络建模结果进行比较。【结果】在各个生育时期,同种目标地物S185测定数据与地面光谱仪测定数据间具有很强的相关性,相关系数在0.99以上;在玉米整个生育期,S185数据计算的各光谱指数与地面光谱仪计算的各光谱指数变化趋势相同,相关系数在0.88以上;在构建基于人工神经网络法反演叶面积指数的模型中,建模时的决定系数为0.96,均方根误差为0.42,相对均方根误差为13.15%;外部验证时的决定系数为0.95,均方根误差为0.54,相对均方根误差为16.74%,这一结果优于基于各光谱指数建立的叶面积指数反演模型。【结论】无人机搭载S185传感器可用于准确获取玉米冠层高光谱信息,且可利用人工神经网络法基于这一数据建立玉米叶面积指数的反演模型。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
周龙飞 顾晓鹤 成枢 杨贵军 孙乾 束美艳
【目的】叶面积密度(leaf area density,LAD)反映作物在垂直方向上体积内叶面积总量的差异,体现作物冠层内叶面积随着高度变化的分布状况。本文旨在探索玉米叶面积密度对于倒伏胁迫强度的表征能力及其光谱响应规律。【方法】以抽雄期倒伏夏玉米为研究对象,获取倒伏后玉米多期LAD及冠层光谱数据,对倒伏玉米冠层光谱进行一阶微分和小波变换处理,根据LAD与冠层光谱一阶微分及小波分解系数的相关性分析,筛选LAD敏感波段和最佳小波分解尺度,采用偏最小二乘法构建倒伏玉米LAD光谱诊断模型,并利用实测样本验证模型精度。【结果】玉米LAD随着倒伏胁迫程度的增强而增大,LAD可有效表征玉米倒伏胁迫强度及其自身恢复能力;玉米倒伏后冠层结构发生较大变化,倒伏玉米冠层光谱反射率较正常玉米整体增高,近红外波段的增幅相比可见光波段更高,倒伏强度越强则光谱反射率越高;LAD敏感波段主要分布在蓝光波段354—442、472—495 nm和红光波段649—829 nm以及近红外波段903—1 195 nm和1 564—1 581 nm;同一阶微分处理相比,基于连续小波变换的玉米倒伏LAD诊断模型的验证R~2提高6.08%—9.11%,RMSE降低23.08%—31.63%;小波分解尺度对LAD诊断精度有一定的影响,中低尺度模型精度优于高尺度模型,其中第5尺度构建的模型对LAD的拟合效果最优(R~2=0.898,RMSE=1.016)。【结论】利用连续小波变换技术对玉米冠层高光谱解析,可有效诊断倒伏胁迫下的玉米叶面积密度,可以为玉米倒伏胁迫灾情遥感监测提供必要的先验知识。
[期刊] 华北农学报
[作者]
罗方 杨恒山 张玉芹 何冬冬 刘志雄
为了探索春玉米干物质积累及转运对种植模式和种植密度的响应,以农华101为供试材料,以常规等行距种植模式为对照(60 cm,CK),研究宽窄行种植模式(80 cm+40 cm,KZ)下春玉米的干物质积累,设3个种植密度水平,测定了不同生育时期干物质积累量,并计算干物质转运量及转运对籽粒的贡献率。结果表明:2个试验区的产量在3个密度下均表现为KZ>CK,且达到显著水平,增产幅度在2.5%～15.1%。叶面积指数均表现为KZ>CK,生育后期叶面积指数下降幅度CK>KZ,且密度越大,降幅越大;叶片SPAD值除吐丝期D1、D2密度下穗位上叶外,各层位SPAD值均表现为KZ>CK;冠层透光率各个密度各个层位上均表现为KZ>CK,达到显著水平。茎叶总干物质积累量、转运量均表现为KZ>CK,在3个种植密度下均达到显著水平;"茎鞘+叶片"转运对籽粒的贡献率在各个密度下也均表现为KZ>CK,其中大兴屯宽窄行在D3密度时最大。在西辽河平原及同类地区,宽窄行种植有利于延缓较高密度种植下生育后期的叶片衰老、干物质积累和转运,是增密增产提效的有效途径。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
宫诏健 刘利民 陈杰 张钊 贺鑫 黄荟羽 贾萍 王莹 宋文锦
遥感提取玉米物候信息可以提高田间精细化管理水平,对监测玉米季节性变化、确保粮食安全等具有重要意义。以辽宁省为研究区,基于2007,2008,2009年的MODIS植被指数(NDVI)数据,利用非对称高斯(AG)、Savitzky-Golay滤波(S-G)和双逻辑斯蒂克调合函数(DL)三种拟合方法重构春玉米NDVI时序曲线,并使用4次拟合平滑方法处理重构后的时序曲线。在此基础上,提出以动态振幅阈值法取代动态阈值法,并采用动态振幅阈值法、拐点法和最大值法提取春玉米关键物候期(出苗期、拔节期、抽雄期、成熟期),最后使用辽宁省12个农业气象站的地面物候观测数据对提取结果加以检验。结果表明:基于AG模型的重构NDVI时序曲线保真能力最强,其重构曲线与原曲线各年平均的均方根误差(RMSE)分别为0.035,0.050和0.041;基于S-G滤波方法的重构NDVI时序曲线平滑能力最强,其各年平均的拟合值(R2)分别为0.99,0.993和0.993;就春玉米拔节期、抽雄期、成熟期的提取而言,基于AG时序曲线的提取结果优于其他2种方法的提取结果,其3年提取结果与实际观测值的平均绝对误差(MAE)均小于5d,均方根误差(RMSE)均小于4d;而对春玉米出苗期而言,基于S-G时序曲线的提取结果明显优于其他两种方法的提取结果 ,其各年出苗期RMSE分别为4.1d、4.0d和2.9d;动态振幅阈值法优于前人所用的动态阈值法,能够有效地纠正异常低值点,使提取结果更接近真实日期。研究结果可为利用遥感资料提取春玉米物候期提供参考。
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