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[期刊] 农业现代化研究
[作者]
张浩 毛雪琴 张震 郑可锋 杜新法 孙国昌
通过人工诱发不同等级水稻穗颈瘟,测定染病稻穗光谱及其病情指数(DI)。分析了病穗反射光谱和一阶微分在绿光区、黄光区和近红外区反射特征差异,将病情指数及光谱数据进行相关分析,建立水稻穗颈瘟严重度的估测模型并进行可靠性检验。结果表明:750-850nm反射光谱及720-760nm一阶微分为水稻穗颈瘟的敏感波段;在400-700nm光谱范围内病情指数与光谱反射率的相关性达到了极显著正相关,对于微分光谱,在520-540nm和710-760nm光谱范围内病情指数与光谱反射率的相关性达到了极显著负相关,在570-610nm光谱范围内病情指数与光谱反射率的相关性达到了极显著正相关,并在此基础上建立了水稻穗...
关键词：
水稻 穗颈瘟 高光谱 回归模型 病情指数
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
蒋金豹 陈云浩 黄文江 李京
通过人工田间诱发不同等级小麦条锈病,在不同生育期测定染病冬小麦冠层光谱及其病情指数(DI)。把冠层光谱一阶微分数据与相应的DI进行相关分析,采用单变量线性和非线性回归技术,建立小麦DI的估测模型,并利用不同品种小麦样本对模型精度进行可靠性检验。结果表明:DI与一阶微分在432~582 nm、637~701 nm以及715~765 nm区域内有极显著相关性,以红边峰值区(725~735 nm)一阶微分总和与绿边峰值区(521~530 nm)一阶微分总和的比值为变量的线性模型估测DI精度最高,且其对小麦品种相对不敏感。上述研究结果对利用高光谱遥感监测农作物病害及其严重程度都具有实际应用价值。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
肖满开 程极益
应用离差均方比相似分析法预测水稻穗颈瘟流行程度肖满开１程极益２（１安徽省安庆市农业局植保站，安庆２４６００１；２南京农业大学）ＦＯＲＥＣＡＳＴＩＮＧＴＨＥＥＰＩＤＥＭＩＣＯＦＴＨＥＮＥＣＫＢＬＡＳＴＯＦＲＩＣＥＳＰＩＫＥＢＹＳＩＭＩＬＡＲＩＴＹＡＮＡ...
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
曹英丽 江凯伦 刘亚帝 于正鑫 肖文 于丰华
针对东北粳稻叶绿素含量无人机高光谱反演中红边位置特征不明确的问题,基于2019～2020年沈阳农业大学水稻试验基地采集的高光谱数据和地面水稻样本叶绿素数据,开展水稻叶绿素含量红边光谱响应特性分析及反演建模研究。首先,利用线性外推(LE)、线性四点插值(LI)、最大一阶导数(MFD)、多项式拟合(PF)、拉格朗日插值(LAG)和倒高斯拟合(IG)6种方法确定水稻冠层高光谱红边位置,对比不同方法提取结果的分布规律,分析叶绿素含量的红边位置响应特性。然后,基于不同红边位置提取结果,利用极限学习机(ELM)、反向传播神经网络(BPNN)两种机器学习算法以及5种统计回归算法构建水稻叶绿素含量反演模型。结果表明:LE方法适合东北粳稻冠层光谱的红边位置的计算,提取的红边位置变幅大,对叶绿素含量变化较为敏感;以LE提取的红边位置为输入特征,构建的线性外推-极限学习机(LE-ELM)和线性外推-对数曲线(LE-LNX)模型,叶绿素含量反演精度较高,两个模型决定系数、均方根误差、平均绝对误差分别为0.781,8.375,9.828和0.763,9.249,11.253,研究结果可为水稻冠层叶绿素含量高效监测提供理论支撑。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
彭一平 刘振华 王璐 赵理 胡月明
【目的】为更快速准确地估算土壤全钾含量。【方法】本文以土壤高光谱数据和实验室分析所得的土壤全钾含量数据为数据源,研究土壤光谱与土壤全钾含量的关系。在土壤原始光谱预处理的基础上,对其进行光谱平滑、一阶微分、二阶微分和倒数对数等光谱变换处理,筛选出与对土壤全钾含量相关性最高的光谱指标,最终建立模型预测土壤全钾含量。【结果】基于一阶微分变换的光谱变量是估算土壤全钾含量的最佳光谱指标,其构建的土壤全钾高光谱反演模型(y=2E+06x~2+11328x+16.372)效果最佳,决定系数R~2为0.64,均方根误差RMSE为4.850 g/kg。【结论】利用该模型快速估算广东省土壤全钾含量是可行的。
关键词：
土壤全钾 高光谱指标 反演模型 华南地区
[期刊] 华北农学报
[作者]
范方军 王芳权 刘永峰 王军 朱金燕 李文奇 仲维功 杨杰
利用水稻稻瘟病抗病基因Pi-b、Pi-ta、Pikm和Pi54的功能标记检测2012年江苏省迟熟中粳稻预试64份品系,结合水稻穗颈瘟抗性鉴定,解析稻瘟病抗病基因Pi-b、Pi-ta、Pikm和Pi54在江苏省粳稻稻瘟病抗性育种中的作用。结果表明,在64份材料中含稻瘟病基因Pi-b的有49份,含Pi-ta的26份,含Pikm的19份,含Pi54的25份。64份品系的人工或病圃鉴定其抗性表现为2级中抗的有10份,3级感病的有43份,4级高感的有11份。64份品系中含有抗稻瘟病基因Pi-ta(26个新品系),或Pi-b、Pikm和Pi54组合(4个新品系),则该品系穗颈瘟抗性水平在2级中抗或3级感病...
关键词：
水稻 稻瘟病 功能标记
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
陈满 徐金山 金诚谦 张光跃 倪有亮
针对大豆联合收割机械作业含杂率在线检测手段缺乏的问题,以亚丰4YZL-5S联合收获机机械化收获的大豆样本为研究对象,在室内测定大豆样本的含杂率;利用ASD FieldSpec 4 Wide-Res型地物光谱仪测量大豆样本的光谱数据,经数据预处理和数学变换后获得2种光谱指标,即原始光谱数据(REF)和原始光谱经倒数之对数预处理后的数据(LR),应用波段间自相关分析筛选出不同指标的大豆样本光谱的特征波长,并采用支持向量机回归分析构建基于不同指标的大豆样本含杂率的反演模型,在此基础上对反演结果进行精度验证和比较。试验结果表明:各预处理条件下的大豆含杂率敏感波段不同,其中REF的特征波段为512,738,851,1 104,2 003,2 179 nm;LR的特征波段为519,637,820,924,1 121,1 933,2 050,2 138 nm。本研究建立的含杂率反演模型的建模决定系数>0.86,验证决定系数>0.79,均方根误差1.7,表明模型具有较强的拟合效果和预测能力。相比较而言,利用REF建立的反演模型的反演效果略优于LR。本研究建立的大豆样本含杂率光谱反演模型能够实现含杂率的在线预测,为大豆机械化作业中含杂率的在线快速监测提供了新途径。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
刘聪 彭漪 方圣辉
以水稻叶片光谱和光合入射有效辐射(PARin)为数据源,分别使用8种叶绿素相关植被指数和其与PARin的乘积对珞优9348和丰两优4号品种水稻叶片在3种氮肥浓度下的净光合速率进行反演,建立不同氮肥水平下,品种无关的水稻叶片净光合速率估算模型,并验证精度。结果表明:1)仅基于叶绿素相关植被指数反演叶片净光合速率是不可行的,模型R~2均0.75,RMSE不超过1.85μmol/(m~2·s);3)区分高、低氮水平进行反演,基于CI的模型R~2分别为0.80和0.89,RMSE分别为1.25和1.37μmol/(m~2·s),可满足反演需求。因此,基于叶绿素植被指数CI的模型可适用于不同品种的水稻叶片净光合速率统一反演。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
徐磊 谭晔 刘向东
［目的］本文旨在阐明褐飞虱迁入后不同时期种群的密度、水稻冠层光谱反射率和穗粒质量三者间的相互关系，以期为建立监测褐飞虱发展动态及危害损失的高光谱遥感方法提供指导。［方法］对笼罩内处于孕穗期的水稻，每桶水稻接入０、２、４、６、８、１０和１２对的褐飞虱雌、雄成虫，形成不同的危害程度。在接虫后５、１１、２０、２６、３６、４１和４８ ｄ测定水稻冠层光谱反射率和调查褐飞虱种群密度。水稻黄熟后，测定水稻的穗数、穗质量和千粒质量。采用Ｐｅａｒｓｏｎ相关分析方法获得不同时期褐飞虱虫量、水稻光谱反射率和水稻穗质量、千粒质量间的关系。［结果］接虫后２６ ｄ，笼罩内褐飞虱种群数量达到高峰；接虫后３６ ｄ内的种群数量．．．
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
刘轲 周清波 吴文斌 陈仲新 夏天 王思 唐华俊
获取农作物叶面积指数（ｌｅａｆ ａｒｅａ ｉｎｄｅｘ，ｌａｉ）及其动态变化对于农作物长势监测和产量估测等应用具有重要的意义。基于冠层反射率模型（物理模型）的ｌａｉ遥感反演方法具有良好的普适性，对地面数据依赖较少，近年来广泛应用于农作物ｌａｉ高光谱反演研究。然而，当物理模型参数取值尽可能准确（代入参数实测值或依据先验知识取值）时，模拟光谱与实测光谱间仍然存在误差，研究称之为＂光谱模拟误差＂。该研究通过比对实测冬小麦冠层光谱与ａＣｒＭ（ａ ｔｗｏ－ｌａｙｅｒ Ｃａｎｏｐｙ ｒｅｆｌｅＣｔａｎＣｅ Ｍｏｄｅｌ）模型最优模拟光谱，展示了光谱模拟误差在各波段、不同样本点的分布规律。据此，根据对光谱模拟误．．．
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
张佑宏 王治虎 张舒 张瑞洋 杨小林
采用旱育免耕抛栽、小苗机插、盘育免耕抛栽、油林免耕套播、直播、常规栽插6种栽培方式,比较水稻发育进程、主要病害严重程度以及产量的差异,探讨不同栽培方式对稻瘟病、稻曲病、水稻纹枯病发生程度的影响,为不同栽培方式下水稻主要病害的防控提供理论依据。结果显示:直播和常规栽插稻叶龄发育进程总体快过免耕抛栽方式;不同栽培方式之间稻瘟病、纹枯病和稻曲病发生程度均有差异,产量从高到低顺序为常规栽插、小苗机插、直播、盘育免耕抛栽、旱育免耕抛栽和油林免耕套播。不同栽培方式对水稻的生育进程、主要病害的发生程度和产量均有一定程度的影响,常规栽插和小苗机插方式病害发生的总体情况优于其余4种栽培方式。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
徐厚生 王继春
随着工业化的不断推进，土壤重金属污染情况十分严重。重金属污染对于环境保护，人类安全都有很大的影响。砷作为一种毒性很强的重金属元素，对其进行反演研究，这对环境保护有着重要意义。传统的土壤重金属含量检测方法多为繁杂的实验室化学处理方法，耗费大量时间且成本高昂。为研发一种快速、准确检测土壤砷含量的方法，首先在可见光-近红外光波段获得原始反射光谱，使用三波段光谱指数分析波段间的相互作用，利用相关系数法获得最优的光谱参数组合，从而提取优质光谱特征。双隐含层极限学习机（TELM）是一种前馈神经网络模型。TELM在单隐含层极限学习机的基础上引入了新的隐含层和学习机制，有较高的性能。但是由于TELM第一隐含层参数是随机获得的，容易导致模型的不稳定，利用粒子群优化（PSO）算法对该层参数进行寻优。PSO是一种经典的智能优化算法，具有很强的全局搜索能力。针对PSO容易陷入局部最优点的缺点，引入新的交叉策略，通过该交叉策略，可以帮助其摆脱局部最优，并提出基于三波段光谱指数和交叉粒子群算法的双隐含层极限学习机混合模型（TPC-TELM）。为验证模型的有效性，将其与多个机器学习模型（如单层极限学习机和TELM等）进行对比，并引入均方根误差（RMSE）和皮尔逊相关系数（r）作为性能指标来衡量模型的性能。结果表明：利用三波段光谱指数可以帮助提取优质光谱特征，通过引入交叉策略，增强模型的探索能力。相对于其他几个机器学习模型，TPC-TELM模型的RMSE最小，为0.680 9,r值最大，为0.865 6，说明所提出模型的优越性和有效性。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
曹英丽 邹焕成 郑伟 江凯伦 于丰华
高光谱遥感技术为水稻叶片叶绿素含量的高通量、无损、准确监测提供了有效途径,然而高光谱数据的降维或特征光谱参数的选择是叶绿素含量有效反演的关键环节。利用2017年辽宁省盘锦市大洼水稻氮高效品种筛选试验基地的水稻叶片叶绿素含量与叶片高光谱数据,探讨了高光谱数据的降维方法与叶绿素含量的反演建模。首先应用最优子集选择算法(best subset selection)对工程常用的水稻叶绿素反演特征光谱指数进行优选,筛选出最优组合,作为叶绿素多元回归模型的输入特征;同时应用没有在光谱领域得到有效应用的基函数展开算法,利用Gram-Schmidt正交变换寻找叶片高光谱数据的基函数空间,再将高光谱数据投影到基函数空间从而实现降维,最后利用降维后的数据进行多元回归建模,反演叶绿素。结果表明:最优子集选择算法优选出的mNDVI(445,705,750)、NDVI(705,750)、PSRI(500,680,750)、RD(505,705)、RI1dB(720,735)、MCARI(550,670,700)、PPR(450,550)共7个特征指数组合,回归模型反演精度最高,决定性系数R2为0.844,均方根误差RMSE为0.926;基于基函数展开算法对400～1000nm波段范围601维高光谱数据降至13维,叶绿素反演回归模型的决定性系数R2达到0.861,均方根误差RMSE为0.906。说明基于基函数展开的高光谱降维与叶绿素含量估测方法效果较好,可为水稻叶绿素含量估测与长势诊断提供技术支持。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
陈兵 李少昆 王克如 王方永 谭海珍 刘国庆 陈江鲁
【目的】阐明棉花黄萎病病叶光谱特征并对其病情严重度进行估测,为今后通过航空、航天遥感大面积监测棉花黄萎病提供依据。【方法】试验采用不同品种棉花黄萎病的病叶材料,在不同发病时期的病谱田和大田同步测定其光谱和发病严重度,定性和定量地分析病叶光谱反射特征、微分光谱特征差异。【结果】棉花不同品种、不同发病时期的黄萎病的病叶光谱均随发病严重度的增加而表现出有规律的变化,可见光(400～700nm)到近红外区(700～1300nm)波段,光谱反射率随病情加重呈现上升趋势,可见光520～680nm波段范围内尤为明显。当病叶严重度达到b2(25%)时,可作为病害识别的临界,对其进行早期诊断。对光谱一阶微分特征...
关键词：
棉花 黄萎病 高光谱 识别模型
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