农机自动导航及无人驾驶车辆的发展综述(英文) 被引量：57

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作者 韩树丰 何勇 方慧 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期381-391,共11页

无人驾驶的农机可以帮助减轻劳动力强度,降低投入成本并提高盈利能力。近二十几年来,农机自动导航有了重大进展。目前的研发主要集中在具有更强自主作业能力的农机装备方面,而最终目标是要发展无人驾驶车辆或田间机器人。本文综述了无... 无人驾驶的农机可以帮助减轻劳动力强度,降低投入成本并提高盈利能力。近二十几年来,农机自动导航有了重大进展。目前的研发主要集中在具有更强自主作业能力的农机装备方面,而最终目标是要发展无人驾驶车辆或田间机器人。本文综述了无人驾驶车辆领域的最新技术进展,包括定位、导航控制、作业任务规划、环境感知及安全避障、农具控制等,探讨了该领域的技术趋势与未来发展方向。 展开更多

关键词 自动导航 无人驾驶车辆 车辆定位 农机导航控制 作业规划 农机安全避障

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叶绿素荧光技术在植物表型分析的研究进展 被引量：48

2

作者 岑海燕 姚洁妮 +3 位作者 翁海勇 徐海霞 朱月明 何勇 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3773-3779,共7页

作物优良品种选育是实现作物优质高产的关键。现代育种方法需要获取植株的大量表型信息,最终选育出性状稳定的优良品种。近年来,高通量植物表型分析技术因其快速、无损、高效等优势,为筛选优良作物品种提供了技术保障,已成为农学、工程... 作物优良品种选育是实现作物优质高产的关键。现代育种方法需要获取植株的大量表型信息,最终选育出性状稳定的优良品种。近年来,高通量植物表型分析技术因其快速、无损、高效等优势,为筛选优良作物品种提供了技术保障,已成为农学、工程、计算机科学等多学科交叉研究的热点。其中,叶绿素荧光技术作为植物光合作用的探针,是研究植物逆境胁迫表型的有力工具之一,能够实现植物生物与非生物胁迫的高效分析,加快作物优良性状的筛选。该文旨在阐述叶绿素荧光技术的研究进展和发展趋势,主要介绍了叶绿素荧光技术的基本原理和成像系统、叶绿素荧光参数的分析和处理方法,总结了在植物表型分析研究中的应用情况,探讨了该技术目前存在的问题和改进的方法,进一步展望了叶绿素荧光技术在植物表型分析中的应用前景。 展开更多

关键词 叶绿素荧光技术 植物表型分析 生物胁迫 非生物胁迫 作物育种

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深度学习在植物表型研究中的应用现状与展望 被引量：43

3

作者 岑海燕 朱月明 +5 位作者 孙大伟 翟莉 万亮 麻志宏 刘子毅 何勇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1-16,共16页

精确测量植物表型是深入分析表型-基因-环境互作关系,了解植物生理过程的前提和基础,也是培育良种和提升现代农业生产精准管控的关键。伴随高通量植物表型测量与分析技术的不断发展,以深度学习为代表的人工智能方法在植物表型研究与应... 精确测量植物表型是深入分析表型-基因-环境互作关系,了解植物生理过程的前提和基础,也是培育良种和提升现代农业生产精准管控的关键。伴随高通量植物表型测量与分析技术的不断发展,以深度学习为代表的人工智能方法在植物表型研究与应用中取得了一系列重要进展。为系统阐述相关研究最新成果和热点问题,该研究首先概述了植物表型与深度学习方法的背景;随后从植物识别与分类、胁迫分析、产量预测、面向精准育种和精准管理的表型分析等方面综述了深度学习在植物表型交叉研究的进展;最后提出了未来深度学习和植物表型交叉融合研究与应用中亟需解决的问题,并展望了植物表型研究智能化的发展前景。 展开更多

关键词 植物 表型 管理 深度学习 识别与分类 作物育种

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植保无人机雾滴沉积效果研究综述 被引量：25

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作者 何勇 吴剑坚 +3 位作者 方慧 郑启帅 肖舒裴 岑海燕 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期392-398,共7页

在农业可持续发展进程中,病虫害问题一直是人们关注的焦点。无人机喷雾以其灵活、便捷等特点,在植保领域受到广泛关注,并在病虫害防治上取得新进展。但是,无人机喷雾技术仍存在雾滴飘移、药液流失等问题,且雾滴的沉积效果是无人机喷雾... 在农业可持续发展进程中,病虫害问题一直是人们关注的焦点。无人机喷雾以其灵活、便捷等特点,在植保领域受到广泛关注,并在病虫害防治上取得新进展。但是,无人机喷雾技术仍存在雾滴飘移、药液流失等问题,且雾滴的沉积效果是无人机喷雾作业中最被关心的问题。本文综述了无人机喷雾雾滴的沉积分布特点,并总结分析了雾滴沉积分布的影响因素,同时列举了目前检测雾滴沉积的方法。研究表明,雾滴沉积效果受飞行参数、自然因素、喷雾雾化设备和喷雾方式等多因素影响,因此在做出采用无人机施药决策时,需要综合考虑多方面的因素,尤其是下旋风场对雾滴沉积的影响。此外,需要进一步研发出新型喷嘴及雾滴沉积检测技术,为提高雾滴沉积效果提供保障。 展开更多

关键词 无人机喷雾 雾滴沉积 检测

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基于纹理特征与植被指数融合的水稻含水量无人机遥感监测 被引量：19

5

作者 万亮 岑海燕 +3 位作者 朱姜蓬 张佳菲 杜晓月 何勇 《智慧农业（中英文）》 2020年第1期58-67,共10页

含水量是表征水稻生理和健康状况的关键参数,精确预测水稻含水量对于水稻育种和大田精准管理具有重要意义。目前,利用无人机搭载光谱图像传感器监测作物生长的研究主要集中在利用植被指数评估作物在单一或者几个生育期的生长参数,针对... 含水量是表征水稻生理和健康状况的关键参数,精确预测水稻含水量对于水稻育种和大田精准管理具有重要意义。目前,利用无人机搭载光谱图像传感器监测作物生长的研究主要集中在利用植被指数评估作物在单一或者几个生育期的生长参数,针对作物含水量监测的研究非常有限。本研究主要利用多旋翼无人机低空遥感平台获取不同生育期水稻冠层的RGB图像和多光谱图像,通过提取植被指数和纹理特征,分析水稻的动态生长变化,并构建了基于随机森林回归方法的含水量预测模型。试验结果表明:(1)从无人机图像提取的植被指数、纹理特征以及地面测量的含水量都能用于监测水稻生长,并且这些参数随水稻生长呈现出了相似的动态变化趋势;(2)与RGB图像相比,多光谱图像评估水稻含水量具有更高的潜力,其中归一化光谱指数NDSI771,611实现了更好的预测精度(R^2=0.68,RMSEP=0.039,rRMSE=5.24%);(3)融合植被指数和纹理特征能够进一步改善含水量的预测结果 (R^2=0.86,RMSEP=0.026,rRMSE=3.51%),预测误差RMSEP分别减小了16.13%和18.75%。上述结果表明,基于无人机遥感技术监测水稻含水量是可行的,可为农田精准灌溉和田间管理决策提供新思路。 展开更多

关键词 无人机低空遥感 水稻含水量 RGB图像 多光谱图像 植被指数 纹理特征 特征融合

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无人机遥感监测作物病虫害胁迫方法与最新研究进展 被引量：14

6

作者 杨国峰 何勇 +3 位作者 冯旭萍 李禧尧 张金诺 俞泽宇 《智慧农业（中英文）》 2022年第1期1-16,共16页

病虫害是作物生产面临的主要胁迫之一。近年来,随着无人机产业的快速发展,无人机农业遥感因其图像空间分辨率高、数据获取时效性强和成本低等特点,在作物病虫害胁迫监测应用中发挥了重要作用。本文首先介绍了利用无人机遥感监测作物病... 病虫害是作物生产面临的主要胁迫之一。近年来,随着无人机产业的快速发展,无人机农业遥感因其图像空间分辨率高、数据获取时效性强和成本低等特点,在作物病虫害胁迫监测应用中发挥了重要作用。本文首先介绍了利用无人机遥感监测作物病虫害胁迫的相关背景;其次对目前无人机遥感监测作物病虫害胁迫中的常用方法进行了概述,主要探讨无人机遥感监测作物病虫害胁迫的数据获取方式和数据处理方法;之后从可见光成像遥感、多光谱成像遥感、高光谱成像遥感、热红外成像遥感、激光雷达成像遥感和多遥感融合与对比六个方面重点综述了近期国内外无人机遥感监测作物病虫害胁迫的研究进展。最后提出了无人机遥感监测作物病虫害胁迫研究与应用中尚未解决的关键技术问题与未来的发展方向。本文为把握无人机遥感监测作物病虫害胁迫研究热点、应用瓶颈、发展趋势提供借鉴和参考,以期助力中国无人机遥感监测作物病虫害胁迫更加标准化、信息化、精准化和智能化。 展开更多

关键词 无人机 遥感监测 病虫害胁迫 数据获取 数据处理 深度学习 多遥感融合

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基于波段权重的多尺度Retinex遥感图像渐晕校正方法 被引量：11

7

作者 鲍一丹 李艺健 +3 位作者 何勇 朱姜蓬 万亮 岑海燕 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期186-193,共8页

针对传统函数逼近法存在的校正质量不稳定、耗时长以及Retinex算法存在的光晕、泛灰和光谱数据失真的问题,该文提出了一种带光谱恢复的多尺度Retinex渐晕校正方法。通过对无人机遥感图像全局亮度的估计以及光谱恢复因子的引入,实现无人... 针对传统函数逼近法存在的校正质量不稳定、耗时长以及Retinex算法存在的光晕、泛灰和光谱数据失真的问题,该文提出了一种带光谱恢复的多尺度Retinex渐晕校正方法。通过对无人机遥感图像全局亮度的估计以及光谱恢复因子的引入,实现无人机遥感光谱图像的渐晕校正。利用该文方法对遥感图像进行处理,并与基于高斯曲面的函数逼近法和多尺度Retinex算法结果进行对比,依据灰度分布情况、标准差、平均梯度、清晰度、光谱相关系数以及光谱角指标进行评价分析。试验结果表明,该文提出的方法可以取得较好的渐晕校正效果,结果不存在光晕、泛灰现象,结果的平均梯度和清晰度均值分别为0.0774和49.33,相较原始图像和函数逼近法以及多尺度Retinex算法处理结果,平均梯度分别提高了5.94%、5.56%和4.78%,清晰度分别提高了8.94%、6.79%和6.63%,该文方法校正图像的对比度和清晰度更优,方法具有较好的渐晕校正效果。 展开更多

关键词 遥感 图像处理 RETINEX理论 光谱恢复 渐晕校正

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基于无人机多源图谱融合的水稻稻穗表型监测 被引量：9

8

作者 万亮 杜晓月 +5 位作者 陈硕博 于丰华 朱姜蓬 许童羽 何勇 岑海燕 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期162-170,共9页

稻穗表型是表征水稻生长状况和产量品质的关键参数,稻穗表型的准确监测对于大田精准管理和水稻智慧育种具有重要意义。无人机图谱数据已被广泛用于水稻生长监测,然而大部分研究主要集中在水稻的营养生长阶段,针对抽穗期和成熟期稻穗表... 稻穗表型是表征水稻生长状况和产量品质的关键参数,稻穗表型的准确监测对于大田精准管理和水稻智慧育种具有重要意义。无人机图谱数据已被广泛用于水稻生长监测,然而大部分研究主要集中在水稻的营养生长阶段,针对抽穗期和成熟期稻穗表型监测方面的研究非常有限。因此,该研究利用无人机多源图谱数据进行水稻稻穗表型监测研究,分析了不同氮肥梯度和生长时期对稻穗表型的影响,构建了稻穗覆盖度、生物量以及倒伏等监测模型。结果表明,不同生长时期和氮肥梯度的稻穗表型呈现显著差异,稻穗覆盖度与图像特征高度相关。利用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)回归模型能够从可见光图像中准确识别稻穗,计算的穗覆盖度与实际标记值高度相关,决定系数(coefficient of determination,R^(2))为0.87,将此结果与多光谱图像反射率融合,利用随机森林(Random Forest,RF)回归模型可以提高稻穗覆盖度的评估精度,R^(2)为0.93,相对均方根误差(relative Root Mean Square Error,rRMSE)为9.47%。融合可见光图像的颜色和纹理以及多光谱图像的光谱反射率改善了穗生物量的评估精度,R^(2)高达0.84,rRMSE为8.68%,此模型能够在不同种植年间迁移,进一步利用模型更新添加10%新样本能够改善模型迁移能力。基于PSO-SVM分类模型,联合可见光图像的颜色和纹理以及多光谱图像的光谱反射率也准确地识别稻穗倒伏,准确率达99.87%。上述研究结果证明了无人机遥感用于水稻稻穗表型监测的可行性,可为作物精准管理和智慧育种提供决策支持。 展开更多

关键词 无人机 模型 可见光图像 多光谱图像 水稻稻穗 倒伏 机器学习 表型

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农情监测多旋翼无人机系统开发及性能评估 被引量：10

9

作者 朱姜蓬 岑海燕 +1 位作者 何立文 何勇 《智慧农业》 2019年第1期43-52,共10页

现代农业要求农业生产者实时、准确、全面地了解农作物的生长环境和生长状态。与传统的人工田间调查方式相比,无人机是一种高效的农田信息获取平台。本研究将自主研发的八旋翼无人机与农田信息采集设备进行整合,形成了一套用于农情监测... 现代农业要求农业生产者实时、准确、全面地了解农作物的生长环境和生长状态。与传统的人工田间调查方式相比,无人机是一种高效的农田信息获取平台。本研究将自主研发的八旋翼无人机与农田信息采集设备进行整合,形成了一套用于农情监测的无人机系统,实现了无人机按照预设航线自动巡航并采集农田遥感图像、图像的地理位置信息以及环境照度信息。经测试,在飞行中,图像采集设备能够稳定维持垂直对地的姿态并进行拍摄,采集的数据能够拼接成完整农田正射影遥感图像。结果表明研发的无人机系统能够满足低空农情监测作业要求。与商业化产品相比,该系统避免了因任务设备与飞机独立工作而导致重拍、漏拍的情况,实现了无人机与任务设备高效协同作业。 展开更多

关键词 无人机系统 农情监测 遥感图像 自主飞行 路径规划 农田信息获取

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激光诱导击穿光谱鉴别硫熏浙贝母 被引量：9

10

作者 赵懿滢 朱素素 +4 位作者 何娟 张初 刘飞 何勇 冯雷 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3558-3562,共5页

探究了应用激光诱导击穿光谱(LIBS)结合化学计量学方法鉴别硫熏浙贝母的可行性。采集了未经硫熏、轻度硫熏和重度硫熏的浙贝母样本的LIBS光谱,使用小波变换和归一化对原始光谱进行预处理后,分别建立了基于全波段(400.41～871.65nm)和基... 探究了应用激光诱导击穿光谱(LIBS)结合化学计量学方法鉴别硫熏浙贝母的可行性。采集了未经硫熏、轻度硫熏和重度硫熏的浙贝母样本的LIBS光谱,使用小波变换和归一化对原始光谱进行预处理后,分别建立了基于全波段(400.41～871.65nm)和基于特征波段(400.41～600.02nm)的支持向量机(SVM)、极限学习机(ELM)和随机森林(RF)的鉴别模型。结果表明:基于特征波段建立的三类模型的性能均与基于全波段建立的模型保持一致或更优,说明特征波段的提取是有效的。基于特征波段建立的模型中,SVM模型性能最优,建模准确率和预测准确率分别达到了100%和95.83%。综上所述,应用LIBS技术结合特征波段提取和化学计量学方法鉴别不同程度硫熏的浙贝母是可行的,且具有快速、简便、多元素同时分析的优势,可为鉴别硫熏中药材提供依据,有助于建立中药材质量检测与分级评定系统。 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱 浙贝母 硫磺熏蒸 化学计量学

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天空地一体化信息感知与融合技术发展现状与趋势 被引量：3

11

作者 聂鹏程 钱程 +3 位作者 覃锐苗 邓水光 孙崇德 何勇 《智能化农业装备学报（中英文）》 2023年第2期1-11,共11页

基于卫星遥感、无人机遥感、智能感知终端及物联组网的新型农情监测技术在各自领域内取得了重大进展,然而单一监测手段难以满足现代农业的全面感知需求,亟须发展多源、多尺度天空地协同监测与智能感知体系。本研究首先介绍了我国现代农... 基于卫星遥感、无人机遥感、智能感知终端及物联组网的新型农情监测技术在各自领域内取得了重大进展,然而单一监测手段难以满足现代农业的全面感知需求,亟须发展多源、多尺度天空地协同监测与智能感知体系。本研究首先介绍了我国现代农业发展中的一些问题并指出了发展天空地信息融合技术的必要性;然后对天、空、地传统感知信息技术分别解析,对卫星遥感技术在各个领域的应用进行归纳,再对近地端无人机遥感技术在病虫害检测、表型分析、干旱胁迫检测等细分领域中的数据获取处理方式进行总结,最后概述了地面网络中智能感知终端和物联网络的关键技术与组网方式,并详细分析天、空、地传统感知信息技术的优缺点、关键技术、发展趋势。结合现有监测技术存在的不足,概述了国内外天、空、地感知技术在农情一体化监测中的最新研究成果与应用情况,在此基础上,指出了天空地一体化农业信息融合技术研究与应用中尚未解决的关键技术问题,提出了我国天空地信息感知与融合技术要朝着稳定性、精细化、系统化方向发展,为今后多源信息融合监测技术发展与应用提供新视角新思路。本研究为分析天、空、地信息感知热点动态,突破相关应用瓶颈,以及把握一体化感知与融合技术发展趋势提供了借鉴和参考,以期助力中国农情信息获取立体化、精准化和智能化发展。 展开更多

关键词 农情感知 卫星遥感 无人机遥感 地面监测 多源信息融合

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高光谱结合深度学习的桑椹采后TSS含量无损检测

12

作者 王子轩 杨良 +3 位作者 黄凌霞 何勇 赵丽华 占鹏飞 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1724-1730,共7页

桑椹起源于中国,是我国最具历史的“药食同源”水果之一。但桑椹采后快速变质和皮薄易腐败的特点制约了其产业化发展。总可溶性固形物(TSS)是决定桑椹风味和品质的重要成分,是其商业化的最基本品质特性之一。借助于近红外高光谱成像技... 桑椹起源于中国,是我国最具历史的“药食同源”水果之一。但桑椹采后快速变质和皮薄易腐败的特点制约了其产业化发展。总可溶性固形物(TSS)是决定桑椹风味和品质的重要成分,是其商业化的最基本品质特性之一。借助于近红外高光谱成像技术和深度学习方法优化桑椹采后TSS含量的预测模型,同时评估采后常见储运温度条件对定量模型的影响,为桑椹采后品质快速评价提供依据。选用具有一致商业成熟度的桑椹分别在常温(25℃)和低温(4℃)储藏,然后在不同储藏阶段对样本进行光谱数据采集和TSS含量测定直至桑椹腐败不适宜食用。基于校正后的高光谱图像提供的空间信息提取感兴趣区域以获得无背景的代表性光谱,然后将标准正态变换(SNV)、多元散射校正(MSC)、Savizkg-Golag(SG)平滑用于光谱的预处理,以提升光谱信噪比。利用深度学习方法实现了桑椹采后TSS含量的预测。对于常温和低温桑椹样本,最优CNN模型剩余预测偏差(RPD)值分别达到5.828和5.449,预测均方根误差(RMSEP)值分别为1.082和1.099°Brix,可见低温条件储藏降低了CNN模型的预测性能。为进一步验证CNN模型的效果,建立了基于传统经典机器学习方法偏最小二乘(PLS)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)的TSS含量预测模型。结果表明,非线性模型LS-SVM更适合桑椹的TSS含量预测。对于两个不同储藏温度,最优LS-SVM模型RPD值分别为4.221和4.423,表明CNN优于经典机器学习方法。综上所述,高光谱成像结合深度学习CNN的桑椹采后TSS预测具有较大潜力,这为桑椹品质快速检测提供了技术支撑。 展开更多

关键词 桑椹 采后 总可溶性固形物 高光谱成像 深度学习 卷积神经网络

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低空无人机遥感在油料作物表型分析中的应用 被引量：2

13

作者 孙永祺 陈梦媛 +4 位作者 黄倩 张康妮 王兵 刘飞 周伟军 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期472-483,共12页

传统的油料作物田间表型数据采集方法费时费力,工作效率低。低空无人机遥感具有快速便捷、成本低、易操控等优势,提高了在中、小尺度区域遥感观测油料作物的形态学参数和生理生化指标的精细化程度,初步实现了油料作物田间生长信息的快... 传统的油料作物田间表型数据采集方法费时费力,工作效率低。低空无人机遥感具有快速便捷、成本低、易操控等优势,提高了在中、小尺度区域遥感观测油料作物的形态学参数和生理生化指标的精细化程度,初步实现了油料作物田间生长信息的快速采集、处理与分析应用。本文综述了近年来国内外低空无人机遥感在油菜、大豆、花生、向日葵、油棕等油料作物表型分析上的研究进展,介绍了当前主流的无人机飞行平台、机载传感器以及作业流程,重点梳理了无人机遥感在油料作物形态学分析、生理生化指标检测、产量估测以及逆境胁迫监测等多方面的应用情况,指出了低空无人机遥感在油料作物监测领域存在的不足和未来的发展趋势,以期为智慧农业的后续发展和精准应用提供理论依据。 展开更多

关键词 无人机 低空遥感 油料作物 表型分析 长势监测

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基因组修饰提高油菜非生物胁迫耐受性及应对气候变化

14

作者 黄倩 Muhammad Ahsan FAROOQ +5 位作者 张康妮 Ahsan AYYAZ 万光龙 斯燕琼 Fakhir HANNAN 周伟军 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期280-294,共15页

当前农业面临多重挑战,其中迫切需要提升产量以满足不断增长的人口需求。盐碱、干旱和极端温度等非生物胁迫是影响植物生长发育和产量的关键因素。油菜作为全球主要的油料作物,是食用植物油、生物柴油和动物饲料的重要来源,研究其遗传... 当前农业面临多重挑战,其中迫切需要提升产量以满足不断增长的人口需求。盐碱、干旱和极端温度等非生物胁迫是影响植物生长发育和产量的关键因素。油菜作为全球主要的油料作物,是食用植物油、生物柴油和动物饲料的重要来源,研究其遗传变异与生物学特性对于培育能够适应不同环境条件的新品种(基因型)至关重要。本文对近年来国内外油菜抗逆基因的相关研究进展进行了综述,重点总结了新兴分子育种工具和技术,包括全基因组关联分析、基因编辑等在油菜抗逆基因研究中应用的技术,以期为油菜高产抗逆基因的挖掘以及分子育种提供研究基础与技术支撑。 展开更多

关键词 油菜 遗传变异 非生物胁迫 株型结构 基因组改良

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基于无损力学平台的水稻倒伏表型分析 被引量：1

15

作者 吕梦琪 Sunghwan JUNG +3 位作者 麻志宏 万亮 孙大伟 岑海燕 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期129-140,共12页

针对传统水稻倒伏测量费时费力且对水稻植株具有破坏性的问题,本研究构建了一款操作简单且无损的力学平台用于水稻倒伏表型分析,可监测水稻在不同生育期的抗倒伏特性。本试验中水稻倒伏监测时间为2019年8月15日—9月21日,包含水稻生长... 针对传统水稻倒伏测量费时费力且对水稻植株具有破坏性的问题,本研究构建了一款操作简单且无损的力学平台用于水稻倒伏表型分析,可监测水稻在不同生育期的抗倒伏特性。本试验中水稻倒伏监测时间为2019年8月15日—9月21日,包含水稻生长过程中的拔节期、孕穗期和抽穗期。通过无损力学平台中的力传感器获取水稻倒伏测量过程中的力与位移,从而计算水稻动态抗弯刚度系数(KEI),同时通过力学平台采集RGB图像用于计算水稻植株投影面积和受力中心(CoF)。结果表明:抗倒伏品种(北稻1号、神农9816)与倒伏品种(越光、秋光)的KEI存在差异,反映了水稻生育期内的抗倒伏特性。RGB图像中倒伏品种水稻的受力中心与植株底部的距离大于抗倒伏品种,易失稳。本研究为水稻倒伏监测和精准育种提供了技术支撑。 展开更多

关键词 水稻倒伏 作物表型 力学平台 可见光图像 动态抗弯刚度系数

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基于快速叶绿素荧光技术的油菜冠层生化参数垂直异质性分析 被引量：5

16

作者 张佳菲 万亮 +1 位作者 何勇 岑海燕 《智慧农业（中英文）》 2021年第1期40-50,共11页

准确获取作物冠层生化信息对监测作物生长和指导精准施肥具有重要意义。现有的作物生化参数的垂直分布研究以高光谱遥感反演为主,缺乏与光合生理的联系。本研究主要探究了不同氮素处理水平下油菜苗期冠层内的叶绿素、类胡萝卜素、干物... 准确获取作物冠层生化信息对监测作物生长和指导精准施肥具有重要意义。现有的作物生化参数的垂直分布研究以高光谱遥感反演为主,缺乏与光合生理的联系。本研究主要探究了不同氮素处理水平下油菜苗期冠层内的叶绿素、类胡萝卜素、干物质和水分等生化参数的垂直分布变化特性,同时利用快速叶绿素荧光技术测定了叶片的光合性能,并通过线性回归分析和主成分分析进一步剖析了荧光响应与生化参数的内在联系。试验结果表明:(1)苗期中期油菜冠层的叶绿素含量、类胡萝卜素含量、干物质和水分含量均呈抛物线型的非均匀垂直分布,而叶绿素与类胡萝卜素的比值具有与其他生化参数不同的垂直分布模式,其随着叶位升高和施氮量的增加逐渐下降,与推动力DF_(Total)、电子链末端量子产额φ_(Ro)等荧光参数的垂直分布模式相同;(2)荧光参数,特别是DF_(Total),对油菜叶片叶绿素与类胡萝卜的比值、叶绿素和干物质含量具有较强的评估能力;(3)缺氮会降低苗期油菜叶片的光系统Ⅰ和Ⅱ(PSⅠ和PSⅡ)性能,通过最大光化学效率φ_(Po)等荧光参数可对氮素胁迫进行诊断;而不同叶位叶片在PSⅠ性能即电子末端传递效率上具有显著差异,通过DF_(Total)可有效表征冠层生化参数的垂直异质性。上述结果表明,应用快速叶绿素荧光技术对作物进行生化信息的垂直异质性监测具有可行性,可为指导精准施肥和提高优质优产提供新思路和技术支撑。 展开更多

关键词 快速叶绿素荧光 JIP-测定 垂直异质性 叶绿素 类胡萝卜素 氮素

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无人机飞行高度对植被覆盖度和植被指数估算结果的影响 被引量：4

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作者 何勇 杜晓月 +3 位作者 郑力源 朱姜蓬 岑海燕 许丽佳 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第24期63-72,共10页

将无人机与多种成像传感设备相结合可实现田间作物表型信息的全面获取。针对田间复杂环境下无人机搭载多种成像传感设备在不同飞行高度处提取的作物信息具有差异性的问题,该研究着重探究了无人机搭载2种成像传感设备获取图像时,不同飞... 将无人机与多种成像传感设备相结合可实现田间作物表型信息的全面获取。针对田间复杂环境下无人机搭载多种成像传感设备在不同飞行高度处提取的作物信息具有差异性的问题,该研究着重探究了无人机搭载2种成像传感设备获取图像时,不同飞行高度对估算植被覆盖度以及植被指数结果的影响。首先为防止外界环境变化对获取图像质量造成干扰,通过最近邻插值算法将无人机飞行高度为25 m处获取的2个多光谱和可见光图像数据集分别退化为10个不同地面分辨率的模糊图像数据集,模拟无人机在不同飞行高度下获取的作物图像。然后获取50 m高度处的无人机图像数据集,通过皮尔逊相关性分析验证模拟数据集的有效性。最后采用随机森林模型估算不同数据集中的植被覆盖度,分类精度大于91%。结果发现,当植被覆盖度小于1/2时,随着地面分辨率的降低该指标不断被低估,反之则被高估。飞行高度50 m的真实图像与模拟图像估算植被覆盖度结果的相关系数为0.9928,两者具有强相关性,模拟图像估算得到的植被覆盖度变化具备参考意义。植被指数估算结果中,首先对无人机图像数据集进行辐射校正、阈值分割等图像预处理,然后根据公式计算得到植被指数,最后通过假设性检验对10个图像数据集计算得出的植被指数进行分析。结果发现,可见光植被指数在飞行高度61m时均具备显著性差异(P<0.05),在飞行高度42m时没有差异(P>0.1),多光谱植被指数在10个高度下均没有显著性差异,因此为保证无人机获取数据的准确性与完整性,当无人机搭载该研究的两种相机获取作物信息时建议飞行高度为42 m。研究结果可为研究者利用无人机搭载多传感设备获取作物信息设定合适的飞行高度、减小作业成本提供参考。 展开更多

关键词 无人机 植被指数 植被覆盖度 飞行策略

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潜伏期柑橘黄龙病宿主糖代谢及近红外光谱特征 被引量：5

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作者 孟幼青 翁海勇 +2 位作者 岑海燕 李红叶 何勇 《浙江农业学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期428-435,共8页

柑橘黄龙病(Citrus Huanglongbing)是柑橘最具有毁灭性的病害,传染性极强,严重影响柑橘产业的健康发展。及时发现潜伏期未显症的病树并挖除,能够更加有效地阻碍黄龙病的传播。为此,特研究潜伏期染病叶片的糖代谢以及叶片组织光学特性的... 柑橘黄龙病(Citrus Huanglongbing)是柑橘最具有毁灭性的病害,传染性极强,严重影响柑橘产业的健康发展。及时发现潜伏期未显症的病树并挖除,能够更加有效地阻碍黄龙病的传播。为此,特研究潜伏期染病叶片的糖代谢以及叶片组织光学特性的变化规律。结果表明,淀粉、蔗糖、葡萄糖和果糖在染病未显症叶片中已经出现了异常累积,分别是健康叶片的3.58、2.16、3.41、1.70倍,同时,近红外光谱的反射率出现了升高的趋势。进一步采用Random Frog算法选择前6个敏感波段(1 015、1 331、1 065、1 334、1 022、951 nm),并结合Na&#x00EF;ve Bayes(NB)模型对潜伏期未显症柑橘黄龙病叶片进行判别,得到了97.5%的分类正确率,对阳性样本的漏检率为0,说明采用近红外高光谱技术能够实现对未显症柑橘黄龙病的检测,可为田间柑橘黄龙病的快速普查提供新的方法。 展开更多

关键词 柑橘黄龙病 糖代谢 近红外高光谱

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近红外高光谱成像扫描速度对拟南芥冠层含水率预测的影响 被引量：5

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作者 吕梦琪 宋宇杰 +4 位作者 翁海勇 孙大伟 董晓娅 方慧 岑海燕 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3508-3514,共7页

高光谱成像技术可以无损检测植物不同尺度的理化信息,现有研究往往以分析高光谱图像的平均光谱为主,忽略了其空间维度的信息。以模式植物拟南芥为研究对象,探究高光谱成像不同扫描速度引起的图像空间分辨率差异对植物冠层含水率测量的影... 高光谱成像技术可以无损检测植物不同尺度的理化信息,现有研究往往以分析高光谱图像的平均光谱为主,忽略了其空间维度的信息。以模式植物拟南芥为研究对象,探究高光谱成像不同扫描速度引起的图像空间分辨率差异对植物冠层含水率测量的影响,为高光谱成像在线快速检测植物冠层含水率提供优化方案。首先利用室内在线高光谱成像系统分别在20, 30和40 mm·s^-1三种扫描速度下采集了拟南芥冠层高光谱图像,并提取拟南芥冠层平均反射光谱。其次,利用偏最小二乘算法(PLSR)建立了拟南芥冠层含水率与平均反射光谱的定量分析模型,通过决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、相对分析误差(RPD)对模型进行评估。比较基于原始光谱与多元散射校正算法(MSC)、 Savitsky-Golay平滑算法等预处理光谱建立的PLSR模型,选取最佳光谱预处理方法用于后续的数据处理。最后,利用连续投影算法(SPA)分析比较基于最优特征波长与全波长的模型预测准确度,探明高光谱图像扫描速度对拟南芥冠层含水率预测的影响规律。研究结果表明,当扫描速度从20 mm·s^-1提升到30 mm·s^-1时,基于MSC预处理的全波段PLSR模型预测拟南芥冠层含水率决定系数降低0.88%,小于1%;当扫描速度从20 mm·s^-1提升到40 mm·s^-1时,拟南芥冠层含水率决定系数降低2.3%。说明在适当提高扫描速度的同时,能够保证植物冠层的高含水率预测准确度。改变高光谱扫描速度可以更有效地利用高光谱图像空间维度有效信息,扫描速度适当增大后,高光谱图像的空间维度信息改变,提高实际生产应用环节的图像采集效率,减少数据处理时间。 展开更多

关键词 拟南芥 冠层含水率 近红外高光谱 扫描速度 SPA PLSR

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土壤中红外光谱库支持下的局部建模集优化

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作者 沈佳丽 陈颂超 +1 位作者 洪永胜 李硕 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 2023年第6期816-824,共9页

土壤中红外(MIR)光谱能快速、无污染、低成本地估算土壤有机碳等理化属性。随着各种尺度土壤光谱库的建立,使用其进行快速土壤分析引起广泛关注,但光谱库的通用模型在局部尺度上的预测效果不理想。开发“局部化”光谱建模方法是提高土... 土壤中红外(MIR)光谱能快速、无污染、低成本地估算土壤有机碳等理化属性。随着各种尺度土壤光谱库的建立,使用其进行快速土壤分析引起广泛关注,但光谱库的通用模型在局部尺度上的预测效果不理想。开发“局部化”光谱建模方法是提高土壤光谱库性能的有效途径。本文提出了一种新的方法,通过光谱相似度计算和建模子集构建,旨在从库中快速建立最优局部建模集以提高预测精度。比较了欧氏、马氏、余弦三种距离算法衡量待测样本与库样本之间的相似度并生成距离矩阵;使用连续统去除法从距离矩阵中提取库容曲线中的特征点。利用偏最小二乘回归建立土壤MIR光谱与有机碳含量间的定量关系。结果表明,三种距离算法结合连续统去除得到的第一特征点均可得到较佳的预测精度。马氏距离不仅模型精度最高(R^(2)=0.764,RMSE=1.021%)而且用到的库样本数最少(14%库容)。本方法可改善MIR光谱分析的成本效率并能提高局部尺度的预测能力。 展开更多

关键词 土壤碳 相似度 距离矩阵 连续统去除 偏最小二乘回归

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