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基于TM和MODIS数据的水旱地冬小麦面积提取和长势监测 被引量：43
1
作者 冯美臣 杨武德 +3 位作者 张东彦 曹亮亮 王慧芳 王芊 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期103-109,313,共8页
采用Mahalanobis Distance分类法提取了冬小麦种植面积,通过搭建决策树结构进行了不同灌溉类型冬小麦种植面积的提取,通过两个年份不同生育时期MODIS-NDVI的比较,分析了NDVI时间曲线与冬小麦长势的响应规律和水旱地冬小麦年同期长势。... 采用Mahalanobis Distance分类法提取了冬小麦种植面积,通过搭建决策树结构进行了不同灌溉类型冬小麦种植面积的提取,通过两个年份不同生育时期MODIS-NDVI的比较,分析了NDVI时间曲线与冬小麦长势的响应规律和水旱地冬小麦年同期长势。结果表明:2007年临汾地区冬小麦总种植面积为234778.5hm2,提取精度为96.96%,其中水地种植面积为107488.3hm2,提取精度为86.15%,旱地冬小麦为127290.2hm2,提取精度为86.16%。生育期内,水地冬小麦整体长势好于旱地冬小麦,通过NDVI变化斜率比较,表明随着生育期的推进,水地冬小麦NDVI达到峰值前的上升速度远大于旱地冬小麦,峰值后水地冬小麦NDVI下降速度小于旱地冬小麦。 展开更多
关键词 遥感 监测 冬小麦 面积提取 长势 目视解译 决策树
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不同糜子品种萌发期对干旱胁迫的响应及抗旱性评价 被引量：39
2
作者 张美俊 杨武德 +4 位作者 乔治军 冯美臣 王冠 段云 陈凌 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期302-307,共6页
利用PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,对16个糜子(Panicum miliaceum L.)品种萌发期与抗旱性相关的指标进行测定,比较其抗旱性,并采用隶属函数法对其抗旱性进行综合评价。结果表明:不同糜子品种抗旱性有显著性差异。干旱胁迫抑制糜子种子萌发... 利用PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,对16个糜子(Panicum miliaceum L.)品种萌发期与抗旱性相关的指标进行测定,比较其抗旱性,并采用隶属函数法对其抗旱性进行综合评价。结果表明:不同糜子品种抗旱性有显著性差异。干旱胁迫抑制糜子种子萌发活力,降低了萌发速度和发芽率;干旱胁迫对糜子胚根的抑制要强于胚芽;萌发抗旱指数、相对发芽率、相对发芽势、相对胚芽长、相对胚根长、相对萌发指数和相对活力指数均可作为糜子萌发期抗旱性鉴定的参考指标。河曲红黍子、伊选红糜、粘丰5号这3个品种抗旱性较强。 展开更多
关键词 糜子 萌发期 干旱胁迫 隶属函数法 抗旱性评价
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糜子氮、磷、钾肥的效应及优化研究 被引量：35
3
作者 张美俊 乔治军 +2 位作者 杨武德 陈凌 冯美臣 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期347-353,共7页
为揭示糜子氮、磷、钾肥效应,并提出最优推荐施肥量组合,本试验采用"3414"不完全正交回归设计,对糜子氮、磷、钾肥合理配比施肥效应进行研究,同时对糜子产量进行肥效模型拟合,得出最优经济效益氮、磷、钾推荐施肥量。结果表明... 为揭示糜子氮、磷、钾肥效应,并提出最优推荐施肥量组合,本试验采用"3414"不完全正交回归设计,对糜子氮、磷、钾肥合理配比施肥效应进行研究,同时对糜子产量进行肥效模型拟合,得出最优经济效益氮、磷、钾推荐施肥量。结果表明,施用氮、磷、钾肥,糜子增产效果显著,最高增产率可达52.31%,缺氮和高氮处理增产率最低,说明适宜的氮肥施用量是影响糜子产量的关键因子。氮、磷、钾肥间存在明显的交互作用,配合施用能提高肥效,三因素对糜子产量的影响大小顺序为氮>磷>钾,任一因素过量施用均会导致产量显著降低。根据一元二次肥效模型得出糜子氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)的最优推荐施肥量分别为121.61、78.09、24.23 kg/hm2,适宜的氮、磷、钾施肥比例为1∶0.64∶0.20。 展开更多
关键词 “3414”肥料试验 肥料效应 施肥模型 最优施肥量
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干旱胁迫及复水对燕麦根系生长及生理特性的影响 被引量：33
4
作者 王晓雪 李越 +4 位作者 张斌 贾举庆 冯美臣 张美俊 杨武德 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1588-1596,共9页
为研究燕麦(Avena sativa L.)生长早期根系生长和生理特性对干旱胁迫及复水的响应规律和适应机制,本试验采用盆栽控水,测定了干旱胁迫及复水下燕麦生长早期根系生长、生理特性指标及籽粒产量变化。结果表明:短期(14 d)中度干旱胁迫对根... 为研究燕麦(Avena sativa L.)生长早期根系生长和生理特性对干旱胁迫及复水的响应规律和适应机制,本试验采用盆栽控水,测定了干旱胁迫及复水下燕麦生长早期根系生长、生理特性指标及籽粒产量变化。结果表明:短期(14 d)中度干旱胁迫对根系生长指标及活力有促进作用,重度干旱胁迫持续抑制此类根系指标;根系丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和脯氨酸含量及抗氧化酶活性随干旱胁迫程度加重而提高;复水使受干旱胁迫抑制的根系总长、根系总表面积、根系平均直径、根系干重和根系活力提高,使受干旱胁迫提高的根系MDA和脯氨酸含量及超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性降低。本研究表明燕麦生长早期通过调控根系生长和生理特性适应干旱胁迫,复水使受干旱胁迫影响的燕麦生长早期部分根系生长和生理特性指标得到补偿或恢复,减轻持续干旱胁迫对燕麦籽粒产量的影响。 展开更多
关键词 燕麦 干旱胁迫 复水 根系生长特性 根系生理特性 产量
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不同糜子品种对低氮胁迫的生物学响应 被引量：29
5
作者 张美俊 乔治军 +4 位作者 杨武德 冯美臣 肖璐洁 王冠 段云 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期661-669,共9页
采用溶液培养的方法,研究了低氮胁迫下不同糜子品种苗期生物学性状、氮素吸收利用效率差异及与根系形态生理指标之间的相关关系。结果表明,低氮胁迫下,糜子地上部生长受抑程度大于根部,植株氮累积量降低但氮利用效率明显提高。晋黍7号... 采用溶液培养的方法,研究了低氮胁迫下不同糜子品种苗期生物学性状、氮素吸收利用效率差异及与根系形态生理指标之间的相关关系。结果表明,低氮胁迫下,糜子地上部生长受抑程度大于根部,植株氮累积量降低但氮利用效率明显提高。晋黍7号株高、叶面积、茎叶干重、根干重、总根数、总吸收面积和活性吸收面积下降幅度在所测试品种中均最小,其总氮累积量分别是晋黍1号、晋黍5号、晋黍8号的1.35、1.50、1.39倍,根系氮累积量/总氮量的百分率增加的幅度和地上部氮累积量/总氮量的百分率下降的幅度均最低,分别为9.75%和3.47%;植株氮利用效率比晋黍1号、晋黍5号、晋黍8号分别高20.92%、12.44%、14.83%。晋黍7号较其他品种更耐低氮胁迫。低氮胁迫下,糜子根系干重、总根长、总吸收面积与总氮累积量呈显著线性相关,表明低氮胁迫下,根系形态生理指标对氮素吸收效率起重要作用。 展开更多
关键词 糜子 低氮胁迫 生物学性状 氮效率
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冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变化特征 被引量：24
6
作者 崔贝 王纪华 +5 位作者 杨武德 陈立平 黄文江 郭建华 宋晓宇 冯美臣 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2471-2482,共12页
【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分的时间和空间变化规律以及多年轮作对土壤养分的影响。【方法】以国家精准农业示范研究基地为例,利用GIS技术和地统计学方法,结合《北京土壤养分分等定级标准》,分析冬小麦-夏玉米轮作区土壤养... 【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分的时间和空间变化规律以及多年轮作对土壤养分的影响。【方法】以国家精准农业示范研究基地为例,利用GIS技术和地统计学方法,结合《北京土壤养分分等定级标准》,分析冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变异特征。【结果】从2000—2007年,研究区严重缺乏磷、钾养分,且含量等级呈下降趋势;土壤全氮含量虽在部分区域偏高,但盈亏等级也呈下降趋势;有机质含量略微增加,处于平衡状态。不同年度的各土壤养分的变异系数范围为11.00%—51.71%,属于中等程度的变异。随着时间的推移,有效磷、有机质、全氮和碱解氮空间分布稳定。速效钾在2001年空间分布规律与2000年和2007年不同,但2000年和2007年空间分布一致,说明土壤速效钾空间分布也具有一定的稳定性。【结论】整体上来说,研究区南部和东北部土壤养分含量偏高,中部含量偏低。当田块土壤物理特性有大的变动时,土壤养分的空间结构特征会受到一定影响;但当长时间田块耕作管理相对一致时,结构性因素(尤其土壤特性、气候)起主要作用。 展开更多
关键词 时空变异 土壤特性 地统计学分析 冬小麦-夏玉米轮作
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不同肥料配比对荞麦产量和品质的影响 被引量：21
7
作者 牛波 冯美臣 杨武德 《陕西农业科学》 2006年第2期8-10,共3页
采用盆栽试验,初步研究了不同肥料配施对荞麦产量和品质的影响。结果表明,氮肥、磷肥、钾肥、有机肥以及适宜配合施用可显著提高荞麦的产量。氮磷肥、有机肥可提高荞麦蛋白质、脂肪和赖氨酸的含量,氮磷钾配施可显著提高淀粉和赖氨酸含量... 采用盆栽试验,初步研究了不同肥料配施对荞麦产量和品质的影响。结果表明,氮肥、磷肥、钾肥、有机肥以及适宜配合施用可显著提高荞麦的产量。氮磷肥、有机肥可提高荞麦蛋白质、脂肪和赖氨酸的含量,氮磷钾配施可显著提高淀粉和赖氨酸含量,全肥可以极显著地提高赖氨酸的含量。有机肥、全肥的配合施用是保证荞麦产量和品质的关键。 展开更多
关键词 不同肥配 养麦 产量 品质
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外源硒对苦荞生长发育及子粒硒含量的影响 被引量：20
8
作者 宋丽芳 冯美臣 +4 位作者 张美俊 肖璐洁 王超 杨武德 宋晓彦 《作物杂志》 CAS 北大核心 2019年第3期150-154,共5页
为了研究外源硒对苦荞生长发育及子粒硒含量的影响,在开花期对大田苦荞喷施不同浓度亚硒酸钠(0、2.5、5.0、10.0和20.0mg/L),分析在喷硒后5、10、15和35d地上部干生物量和鲜生物量、叶面积指数、叶绿素含量、产量及子粒硒含量的变化。... 为了研究外源硒对苦荞生长发育及子粒硒含量的影响,在开花期对大田苦荞喷施不同浓度亚硒酸钠(0、2.5、5.0、10.0和20.0mg/L),分析在喷硒后5、10、15和35d地上部干生物量和鲜生物量、叶面积指数、叶绿素含量、产量及子粒硒含量的变化。结果表明:(1)在Se1(2.5mg/L)水平下外源硒能够显著提高苦荞地上部干和鲜生物量、叶面积指数、叶绿素含量;(2)在Se2(5.0mg/L)水平下能够显著提高苦荞产量,与对照相比,增幅为13.49%;(3)施硒可以显著提高苦荞子粒硒含量,子粒硒含量随喷施硒浓度的增加而增加,增幅为0.8%~4.2%。综上,适量外源硒能够促进苦荞生长发育,提高产量及子粒硒含量。 展开更多
关键词 苦荞 亚硒酸钠 产量 子粒硒含量
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基于多植被指数组合的冬小麦地上干生物量高光谱估测 被引量：20
9
作者 贾学勤 冯美臣 +5 位作者 杨武德 王超 肖璐洁 孙慧 武改红 张松 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期424-429,共6页
为了探究多种植被指数组合与偏最小二乘回归(PLSR)结合对于提高冬小麦地上干生物量估测精度的影响,本研究以氮运筹试验为基础,比较分析了18种植被指数与冬小麦地上干生物量的相关性,筛选出相关性较好的植被指数,建立多种植被指数组合的P... 为了探究多种植被指数组合与偏最小二乘回归(PLSR)结合对于提高冬小麦地上干生物量估测精度的影响,本研究以氮运筹试验为基础,比较分析了18种植被指数与冬小麦地上干生物量的相关性,筛选出相关性较好的植被指数,建立多种植被指数组合的PLSR模型,并对模型进行评价比较。结果表明:除叶绿素归一化植被指数(NPCI)外各植被指数均与冬小麦地上干生物量有良好的相关性,中分辨率陆地叶绿素成像指数(MTCI)、绿色归一化植被指数(GNDVI)、改进红边比值植被指数(MSR705)和特征色素简单比值指数c(PSSRc)4个植被指数相关系数绝对值均达到0.800以上;多植被指数组合构建的PLSR模型中,以PSSRc、MSR705和MTCI 3个植被指数建立的复合式模型建模集(R2=0.719,RMSE=0.316)和验证集(R2=0.696,RMSE=0.346)表现最佳。因此,多种植被指数组合与偏最小二乘回归(PLSR)结合能有效提高冬小麦地上干生物量的估测精度,为更好地实现冬小麦地上干生物量高光谱遥感估测提供有效技术途径。 展开更多
关键词 冬小麦 地上干生物量 植被指数组合 偏最小二乘回归
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基于光谱变换的低温胁迫下冬小麦叶绿素含量估测研究 被引量：17
10
作者 张雪茹 冯美臣 +3 位作者 杨武德 王超 郭小丽 史超超 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2017年第9期1351-1359,共9页
近年来,冻害已成为影响我国冬麦区的农业气象灾害之一,及时、快速、准确地获取冬小麦叶绿素含量对于监测冬小麦冻害发生具有极其重要的意义。本研究通过低温胁迫试验,在拔节期对两个冬麦品种进行-6℃,4 h、8 h和12 h的胁迫处理后,测定... 近年来,冻害已成为影响我国冬麦区的农业气象灾害之一,及时、快速、准确地获取冬小麦叶绿素含量对于监测冬小麦冻害发生具有极其重要的意义。本研究通过低温胁迫试验,在拔节期对两个冬麦品种进行-6℃,4 h、8 h和12 h的胁迫处理后,测定其冠层光谱反射率,并对原始光谱数据进行15种典型变换处理,分析比较不同光谱变换下冬小麦叶绿素含量的PLSR模型,筛选出能够表征低温胁迫下冬小麦叶绿素含量的最佳光谱变换方式。结果表明,随低温胁迫时间的延长,两个冬小麦品种叶绿素含量呈降低趋势,随着低温胁迫后天数的增加,各处理与对照的差异逐渐减小。胁迫后5 d,近红外区域反射率有较大升高,并随低温胁迫后时间的延长而升高;在可见光区域,短期内差异不明显。胁迫后10 d、20 d、35 d,黄、红波段逐渐趋于水平,同时近红外区域反射率差异逐渐缩小,可见光区域光谱反射率出现不同程度的上升。对原始光谱数据进行15种典型变换处理,发现原始光谱的倒数、对数、幂、平方根等变换难以提高与叶绿素含量的相关性,且建模效果较差。除原始光谱对数的一阶微分(T6)外,其他微分变换处理的叶绿素含量诊断模型都优于原始光谱。综合考虑模型的校正、验证效果、模型最佳因子数以及相对分析误差的大小,二阶微分变换处理(T15)叶绿素含量校正模型的R2和RMSE分别为0.930、0.340,验证模型的R^2为0.753,表明基于T15的光谱变换数据可实现低温胁迫下叶绿素含量的准确估算,为最佳光谱变换方式。 展开更多
关键词 冬小麦 叶绿素含量 光谱变换 低温胁迫 偏最小二乘法
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基于遥感数据和气象数据的水旱地冬小麦产量估测 被引量：15
11
作者 冯美臣 肖璐洁 +1 位作者 杨武德 丁光伟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期183-188,共6页
研究利用遥感数据进行了运城地区冬小麦不同生育时期归一化差值植被指数和产量关系的研究,利用气象数据和光谱数据构建了冬小麦光谱产量模型、气象产量模型以及光谱气象产量模型。结果表明:运城地区水旱地冬小麦均以5月8日左右的NDVI值... 研究利用遥感数据进行了运城地区冬小麦不同生育时期归一化差值植被指数和产量关系的研究,利用气象数据和光谱数据构建了冬小麦光谱产量模型、气象产量模型以及光谱气象产量模型。结果表明:运城地区水旱地冬小麦均以5月8日左右的NDVI值与产量相关性最好,且达极显著水平,因此该时期为建立冬小麦遥感估产模型的最佳时相。通过对冬小麦光谱产量模型、气象产量模型以及光谱气象产量模型预测效果进行的F检验,表明各模型均达到极显著水平。与其他两种模型相比,光谱气象产量模型的决定系数(R2)有明显的提高,并且相对均方根误差(RRMSE)和相对误差(RE)降低,且降低幅度较大。说明光谱气象产量模型比气象产量模型和光谱产量模型有较好的预测效果。平均单产的遥感估产值略高于统计数据值,旱地估产精度为80.91%,水地估产精度为87.72%;总产量的估算值略高于统计值,旱地精度为99.20%,水地精度为80.54%。因此,利用遥感和气象数据建立模型进行单产和总产估测是可行的,且精度更高。 展开更多
关键词 遥感 冬小麦 光谱 气象数据 产量 模型
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氮肥减半配施有机肥对燕麦田土壤微生物群落功能多样性的影响 被引量：15
12
作者 路花 张美俊 +3 位作者 冯美臣 王超 王晓雪 杨武德 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3660-3666,共7页
研究氮肥减半配施有机肥燕麦田土壤微生物群落碳源代谢特征,从土壤微生物群落功能多样性变化角度探讨燕麦田有机肥替代部分氮肥的可行性。设置不施肥CK、常规施氮N1(含纯N 90 kg·hm^-2)、氮肥减半N2(含纯N 45 kg·hm^-2)、氮... 研究氮肥减半配施有机肥燕麦田土壤微生物群落碳源代谢特征,从土壤微生物群落功能多样性变化角度探讨燕麦田有机肥替代部分氮肥的可行性。设置不施肥CK、常规施氮N1(含纯N 90 kg·hm^-2)、氮肥减半N2(含纯N 45 kg·hm^-2)、氮肥减半配施有机肥N2O1(O1含总N量为90 kg·hm^-2)和N2O2(O2含总N量为45 kg·hm^-2)的5个处理。采用Biolog-ECO法,研究不同施肥处理燕麦田土壤微生物群落对糖类、氨基酸类、胺类、羧酸类、聚合物类和其他类碳源的代谢利用特征。结果表明:氮肥减半配施有机肥改变了燕麦田土壤微生物群落对糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物类的代谢偏好;随有机肥配施量增加,对六类碳源的利用得到显著提高;主成分分析显示,氨基酸类和胺类是引起不同施肥处理燕麦田土壤微生物群落代谢特征差异的主要碳源;氮肥减半后随配施有机肥量增加,燕麦田土壤微生物群落的丰富度和均匀度显著提高;氮肥减半后,配施有机肥量增加到总N量90 kg·hm^-2时,能通过影响土壤微生物群落功能多样性提高燕麦产量。因此,减氮配施一定量有机肥是提高燕麦田土壤微生物群落功能多样性和增加产量的有效途径。 展开更多
关键词 配施有机肥 氮肥 土壤微生物群落 碳源利用 多样性指数 燕麦产量
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不同株型品种冬小麦NDVI变化特征及产量分析 被引量：14
13
作者 冯美臣 杨武德 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期87-92,共6页
冬小麦不同株型品种和灌溉类型是影响产量遥感估测的重要因素,对二者的实时监测可以提高产量的估测精度。结合遥感数据(MODIS数据)与非遥感数据(GPS数据和外业调查资料),研究了不同株型品种冬小麦在水、旱地条件下归一化差值植被指数(ND... 冬小麦不同株型品种和灌溉类型是影响产量遥感估测的重要因素,对二者的实时监测可以提高产量的估测精度。结合遥感数据(MODIS数据)与非遥感数据(GPS数据和外业调查资料),研究了不同株型品种冬小麦在水、旱地条件下归一化差值植被指数(NDVI)的动态变化特征,分析了不同生育时期NDVI与产量之间的关系。结果表明:冬小麦不同株型品种间NDVI随生育时期的变化具有明显一致性,呈"小-大-小"变化趋势;拔节期至孕穗期不同株型品种冬小麦NDVI差异显著,披散型品种高于紧凑型品种,该时期为准确识别冬小麦株型的最佳时期。水、旱地同一种株型的冬小麦品种在整个生育时期NDVI均值差异较显著,均表现为水地冬小麦高于旱地冬小麦,尤以抽穗初期最为明显。水旱地冬小麦不同生育时期NDVI与产量相关性均以抽穗初期为最高,但用抽穗初期和灌浆期NDVI与产量的复合回归方程进行产量预测比用抽穗初期NDVI与产量的回归方程效果好,旱地冬小麦尤为明显。 展开更多
关键词 冬小麦 株型 披散型品种 紧凑型品种 灌溉类型 NDVI 小麦产量
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基于光谱植被指数的冬小麦叶绿素含量反演 被引量：13
14
作者 赵佳佳 冯美臣 +6 位作者 王超 杨武德 李志花 朱智慧 任鹏 刘婷婷 王慧琴 《山西农业大学学报（自然科学版）》 CAS 2014年第5期391-396,共6页
植物功能叶的SPAD值与其氮素和叶绿素有较强的相关性,研究功能叶SPAD与其冠层光谱的关系,对实现植株叶绿素含量快速、无损检测具有重要意义。本文通过对冬小麦生育期的冠层原始光谱进行一阶导数变换,研究其功能叶片SPAD值与冠层光谱的... 植物功能叶的SPAD值与其氮素和叶绿素有较强的相关性,研究功能叶SPAD与其冠层光谱的关系,对实现植株叶绿素含量快速、无损检测具有重要意义。本文通过对冬小麦生育期的冠层原始光谱进行一阶导数变换,研究其功能叶片SPAD值与冠层光谱的相关性,对监测冬小麦叶绿素含量的敏感波段进行了提取,并建立了叶绿素含量与冠层反射光谱的定量关系。结果表明,基于小麦冠层原始光谱反射率、冠层光谱导数反射率与SPAD的相关系数曲线,提取的各形式下冬小麦叶绿素含量的敏感波段分别为500、690、760和470、630、723nm;并构建了冬小麦叶绿素含量的预测模型,以FDNDVI(630,723)预测模型较好,其R2可达0.9485,模型验证参数R2、MRE和RMSE分别为0.8099、0.0294和1.805,拟合效果较好,表明该模型能有效地对冬小麦叶绿素含量进行预测。该研究结果可为冬小麦长势监测提供一定的理论参考。 展开更多
关键词 高光谱 SPAD 叶绿素 植被指数 监测模型
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专家系统在我国农业上的应用现状、存在问题和发展趋势 被引量：9
15
作者 张东彦 杨武德 冯美臣 《农业网络信息》 2007年第2期4-5,13,共3页
本文从我国的实际出发,列举专家系统在我国农业中各个方面的应用情况和存在的显著问题,提出了解决问题的办法并展示了更为广阔的发展前景。
关键词 信息技术 农业专家系统 问题 发展趋势
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冬小麦冠层高光谱对低温胁迫的响应特征 被引量：11
16
作者 任鹏 冯美臣 +3 位作者 杨武德 王超 刘婷婷 王慧琴 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2490-2494,共5页
在全球范围内,低温冻害已经成为了冬小麦减产的主要灾害之一,而高光谱遥感技术已成为一种有效的监测与预防手段。为了探究拔节期冬小麦冠层高光谱对低温胁迫的响应规律,通过低温胁迫试验,对同一品种拔节期冬小麦在-2,-4和-6℃等3个温度... 在全球范围内,低温冻害已经成为了冬小麦减产的主要灾害之一,而高光谱遥感技术已成为一种有效的监测与预防手段。为了探究拔节期冬小麦冠层高光谱对低温胁迫的响应规律,通过低温胁迫试验,对同一品种拔节期冬小麦在-2,-4和-6℃等3个温度梯度下处理12h,并测定其冠层光谱反射率,提取红边参数,从而研究低温胁迫对冬小麦冠层光谱特征的影响。结果表明,冬小麦在遭受低温胁迫后,在近红外波段冠层光谱反射率随着低温胁迫程度的加大而升高,而在可见光波段则降低,并出现"绿峰"减弱,"红谷"抬升的现象。另外,对原始光谱进行一阶微分处理后,其一阶微分光谱随低温胁迫程度的加剧,出现向短波方向移动,红边位置也出现"蓝移"现象,红边面积与红边幅值也出现逐渐增大的趋势。研究表明冬小麦在拔节期遭受低温胁迫以后,其冠层光谱对其响应敏感,利用高光谱技术可以实现冬小麦冻害的有效监测。 展开更多
关键词 冬小麦 低温胁迫 高光谱 红边参数
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基于随机蛙跳和支持向量机的冬小麦叶面积指数估算 被引量：11
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作者 孙晶京 杨武德 +1 位作者 冯美臣 肖璐洁 《山西农业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第5期120-128,共9页
[目的]作物叶面积指数(LAI)与其长势密切相关,通过研究小麦冠层光谱的不同预处理方法、波段选择方法和模型构建方法的不同组合,找出适用于小麦LAI估算的最佳预测模型,为快速准确监测冬小麦LAI提供参考。[方法]本研究以冬小麦为研究对象... [目的]作物叶面积指数(LAI)与其长势密切相关,通过研究小麦冠层光谱的不同预处理方法、波段选择方法和模型构建方法的不同组合,找出适用于小麦LAI估算的最佳预测模型,为快速准确监测冬小麦LAI提供参考。[方法]本研究以冬小麦为研究对象,测定其在不同生育时期的LAI与冠层光谱反射率,研究了原始光谱、一阶和二阶导数光谱与LAI之间的相关系数并采用随机蛙跳算法对其进行特征波段的提取,最后基于选取的特征波段,使用偏最小二乘回归(PLSR)和最小二乘支持向量回归(LS-SVR)分别构建LAI预测模型。[结果]结果表明,二阶导数光谱不仅可以改善红边区域波段与LAI之间的相关系数,在725 nm处其相关系数达到0.662,而且提高了特征波段的选择概率,在732 nm处,其选择概率达到0.688。相比采用相关系数和竞争自适应重加权采样(CARS)所建的模型,用随机蛙跳选择的特征波段构建的模型预测精度更高,校正集决定系数达到0.956,验证集决定系数达到0.902,校正集均方根误差降低到0.367,验证集均方根误差降低到0.601。此外,在LAI的预测模型中,LS-SVR的性能优于PLSR。[结论]采用二阶导数预处理结合随机蛙跳特征波长选择算法并使用LS-SVR构建的LAI预测模型性能最佳,可为快速检测LAI提供一种可行的解决方案。 展开更多
关键词 可见光/近红外光谱 叶面积指数(LAI) 光谱变换 随机蛙跳 最小二乘-支持向量回归(LS-SVR)
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SG平滑处理对冬小麦地上干生物量光谱监测的影响 被引量：11
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作者 乔星星 冯美臣 +5 位作者 杨武德 李广信 王超 孙慧 张雪茹 武改红 《山西农业科学》 2016年第10期1450-1454,共5页
Savitzky-Golay(SG)方法是高光谱数据预处理的重要方法之一,为研究SG平滑处理对冬小麦地上干生物量(AGDB)光谱监测模型的影响,对冬小麦冠层光谱进行6种程度的平滑处理:无平滑(SM0)、3点平滑(SM3)、5点平滑(SM5)、9点平滑(SM9)、13点平滑... Savitzky-Golay(SG)方法是高光谱数据预处理的重要方法之一,为研究SG平滑处理对冬小麦地上干生物量(AGDB)光谱监测模型的影响,对冬小麦冠层光谱进行6种程度的平滑处理:无平滑(SM0)、3点平滑(SM3)、5点平滑(SM5)、9点平滑(SM9)、13点平滑(SM13)和17点平滑(SM17),并分别构建各预处理光谱条件下的冬小麦AGDB的偏最小二乘法(PLSR)模型,对比各PLSR模型的表现,研究平滑程度对模型的影响。结果表明,SM9平滑处理后的冬小麦冠层光谱可以提高光谱与AGDB的相关性,相关系数接近0.5;所构建的冬小麦AGBD的光谱监测模型中,SM9处理的模型表现最好(R2=0.771,RMSE=0.564,RPD=1.912,LV=19)。研究结果可为利用冠层光谱研究冬小麦AGDB的无损监测提供一定的光谱预处理方法与技术探索。 展开更多
关键词 冬小麦 光谱 平滑处理 模型
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不同播期冬小麦叶绿素含量的冠层光谱响应研究 被引量：11
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作者 李彩虹 冯美臣 +1 位作者 王超 尹超 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期309-316,共8页
为了探究不同播期条件下冬小麦叶绿素含量的冠层光谱响应规律,依据本区域的推广种植播期,本试验设置4个播期,获取其冠层光谱及相关数据,并利用统计学方法对4个播期试验数据进行融合分析,模拟一个具有普适性的混合播期。结果表明,在4个... 为了探究不同播期条件下冬小麦叶绿素含量的冠层光谱响应规律,依据本区域的推广种植播期,本试验设置4个播期,获取其冠层光谱及相关数据,并利用统计学方法对4个播期试验数据进行融合分析,模拟一个具有普适性的混合播期。结果表明,在4个播期和模拟混合播期下所建立的叶绿素含量光谱监测模型中,以播期10月6日的DVI(780,670)所建立的叶绿素含量光谱模型最好,其R2可达0.7835。利用同年的试验数据对模型进行检验,其预测值和实测值的R2可达0.8617,且RE和RMSE最小,表明播期10月6日是对冬小麦叶绿素含量进行预测的最佳播期,依此所建立的冬小麦叶绿素含量光谱监测模型是可行的。同时,所建立模拟混合播期模型的决定系数可达0.6713,实测值和预测值的验证R2可达0.8342,RE和RMSE也较小,说明该模拟混合播期模型能够较准确地预测各种播期条件下的叶绿素含量,因此,模拟混合播期模型在现实的应用中具有较好的适用性和普适度。研究结果可为冬小麦品质的大尺度遥感监测和小麦生产的宏观管理调控提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 冬小麦 播期 冠层光谱 叶绿素含量 响应规律
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变换光谱数据对土壤氮素PLSR模型的影响研究 被引量：10
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作者 乔星星 冯美臣 +3 位作者 杨武德 孙慧 郭小丽 史超超 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2016年第8期1123-1132,共10页
光谱数据变换对消除背景、噪音影响以及提取光谱特征有重要的作用,是光谱数据分析过程中的必要步骤。为了研究光谱变换处理对土壤氮素PLSR模型的影响精度,并选择最佳光谱变换处理方法,本文对原始光谱数据进行了15种典型光谱变换,通过比... 光谱数据变换对消除背景、噪音影响以及提取光谱特征有重要的作用,是光谱数据分析过程中的必要步骤。为了研究光谱变换处理对土壤氮素PLSR模型的影响精度,并选择最佳光谱变换处理方法,本文对原始光谱数据进行了15种典型光谱变换,通过比较不同变换光谱与土壤氮素的相关性,实现土壤氮素的PLSR精确诊断,并综合评定最佳光谱数据变换方法。结果表明,涉及微分处理后的光谱变换,尤其是先进行开方(T8、T11)、对数(T6、T12)等变换后再进行微分处理,可提高其与土壤氮素的相关性。在引入较少因子变量个数的条件下,该方法使因变量解释量达到了98%。综合考虑模型的校正、验证效果及模型复杂度(模型最佳因子变量个数),可得出光谱平方根的一阶微分变换处理(T8)为最佳的土壤光谱变换算法。该条件下的土壤氮素的校正模型表现为R2=0.985、RMSEC=0.000132、Fn=6,验证模型的表现为R2=0.9853、RMSEV=0.000162,结果表明基于T8的光谱数据变换可实现本试验条件下土壤氮素的光谱估算。另外,可以考虑将原始光谱的一阶微分(T9)、对数和对数倒数的一阶微分(T6、T7)以及平方根和对数的二阶微分(T11、T12)作为光谱数据变换方法。本文研究结果可为土壤氮素估算和光谱数据预处理提供技术参考。 展开更多
关键词 光谱变换 土壤氮素 诊断 精度 偏最小二乘法
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