南疆阿拉尔垦区密植棉花株高模拟研究

【目的】探讨新疆阿拉尔垦区密植条件下不同模型对棉花株高的预测效果。【方法】以株型差异较大的新陆中81号和塔河2号为试验材料,在阿拉尔垦区16000株·hm^(-2)密植条件下开展大田试验,用Python语言建立株高生长的逻辑斯谛(logistic)、冈珀茨(Gompertz)、理查德(Richards)方程和决策树机器学习预测模型,并对模型的预测精度进行分析。【结果】Logistic、Gompertz和Richards模型中,新陆中81号株高的均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为8.38%、7.49%和7.52%,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)分别为6.80%、5.79%和5.82%;塔河2号株高的RMSE分别为6.09%、4.77%和4.85%,MAE分别为4.52%、3.34%和3.36%。决策树机器学习方法中,新陆中81号与塔河2号株高的RMSE分别为6.91%和3.27%,MAE分别为5.04%和2.16%。Logistic、Gompertz和Richards生长方程以及决策树机器学习方法均能较好地预测密植条件下棉花株高的生长,但在预测精度上决策树机器学习方法总体上优于生长方程。【结论】基于决策树的机器学习方法不需要用数理统计知识解释模型,训练模型需要的数据量也较少,模拟精度更高,在模拟棉花株高方面有一定优势,是对传统生长方程的有益补充。

基于多光谱影像的阿拉尔垦区棉田土壤盐分反演

针对新疆土壤盐分信息获取困难,无法快速、准确的大范围评估土壤盐渍化情况,本研究以新疆阿拉尔垦区的棉田为研究对象,利用Sentinel-2 SR和Landsat-9 OLI的多光谱遥感影像数据,采用穷举特征组合和交叉验证方法,从20个光谱指数和组合光谱指数构建的高维数据集中筛选出最优特征子集,并比较四种机器学习模型(即XGBoost、随机森林、深度神经网络和K-近邻)在不同特征组合下的土壤盐渍化反演精度,同时分析Sentinel-2 SR和Landsat-9 OLI遥感影像在土壤盐渍化反演中的精度差异。研究结果表明:(1)基于XGBoost算法构建的模型能够实现棉田盐渍化高精度预测,不同特征组合的R^(2)均高于0.74,MSE均低于0.04,MAPE低于0.13。(2)在特征组合1条件下,Sentinel-2 SR(S3+GBNDVI)与Landsat-9 OLI(SI+NDVI)遥感影像使用XGBoost算法均获得了最高预测精度。(3)Sentinel-2 SR影像数据在棉田盐渍化预测中的精度(R^(2)=0.73~0.88)优于Landsat-9 OLI影像数据。本研究实现了新疆阿拉尔垦区棉田土壤盐渍化精准监测,为垦区棉田土壤盐渍化治理和防治提供有效的技术参考。

虚拟植物技术的研究综述

虚拟植物技术是信息农业的一个重要方面,对预测和调控植物生长发育及其对环境的反应研究有着十分重要的意义。简要回顾并总结了国内外虚拟植物研究的历史和发展状况,着重分析了该领域当前存在的问题,指出了该领域未来一段时期的研究热点和发展方向。

Design Mode for Component-based Virtual Plant Software

According to the morphological structure characteristics of plants, the de- velopment mode for component-based virtual plants software was put forward, and the internal structure of plant organs component under this mode were analyzed, thereby, the overall design mode for virtual plants software was given out, and its characteristics were estimated. Compared with traditional development modes of virtual plants software, component-based virtual plants software had significant advantages in code reusing, development efficiency and expansion of software functions.

Virtual Plant Modeling Based on Mutual Feedback of Function-structure

[Objective] To study virtual plant modeling based on mutual feedback of function-structure.[Method] With the analysis of the shortcomings of current virtual plant modeling method,the modeling with the idea of function-structure mutual feedback was put forward,and the steps of this modeling were elaborated,including the determination of morphological structure model,biomass production model,biomass allocation model,organ reconstruction model,and the integration method of function model and morphological structure model.[Results] The breakthrough of function-structure mutual feedback based mechanism from the boundaries of physiological ecology model and morphological structure model can solve the difficulty of data transmission between the two models and build an integrated model from the two,which can effectively reflect the incidence relation between plant morphology and function,and more suitable for the growth mechanisms of plants.This modeling approach has significant advantages in the dynamic simulation of plant growth.[Conclusion] The virtual plant modeling based on function-structure mutual feedback provides basis for the simulation of plant growth status in the next stage,and has important significance for the accurate simulation of the dynamic growth process of plant.

基于组件的虚拟植物软件设计模式研究

根据植物的形态结构特征,提出基于组件的虚拟植物软件开发方式,分析了这种方式下植物器官组件的内部结构,进而给出虚拟植株整体的软件设计模式,并在此基础上讨论了这种开发方式的特点。与传统的虚拟植物软件开发方法相比,基于组件的虚拟植物软件在代码的复用性、开发效率及软件功能的扩展性方面具有显著优越性。

基于作物功能-结构模型组件化理想株型的方法研究

通过建立基于功能-结构相互耦合且形态可控的模型,提出作物器官组件的划分,并以叶器官为例探讨组件的内部结构及组件间的相互关系,阐明作物理想株型的数字化构建步骤,使虚拟作物的软件开发在效率、代码复用性和功能扩展上得到提高,为有效的定量化设计株型、解决传统株型育种方式不精确等问题奠定了基础。

民族学生Linux课程教学改革与研究

针对民族学生文化基础较为薄弱的现状,塔里木大学信息工程学院对Linux课程在教学内容、教学方式等方面进行了改革与研究,在使学生掌握基本概念和原理的基础上,加强了学生工程能力的培养。实践表明,可以较好地适应社会对Linux应用型人才的需求。

基于近红外光谱的库尔勒香梨等级判别模型研究

以库尔勒香梨的含糖量作为研究和检测指标,使用便携式近红外光谱仪采集香梨样本光谱数据,采用一阶差分、二阶差分、标准正态变量变换(SNV)、多元散射校正(MSC)等预处理方法对原始光谱进行预处理分析,研究香梨糖分的近红外光谱响应,并使用相关系数法提取12个特征波长变量,根据库尔勒香梨标准,以糖度特征光谱数据作为参数,利用最近邻域法(KNN)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)方法建立库尔勒香梨等级判别模型。结果表明,KNN模型的分类结果优于其它两种预测模型,可用于构建基于近红外光谱的库尔勒香梨等级评判模型。MSC+KNN处理方法可用于构建库尔勒香梨等级评判模型,为进一步研究库尔勒香梨等级评判的便携式检测装置提供理论参考。

Linux课程教学改革与实践

塔里木大学信息学院为适应学科和社会发展的要求,对Linux课程的教学内容、教学方式进行了改革,在使学生掌握基本概念和原理的基础上,加强了学生工程能力的培养。实践表明,经过对该门课程的教学改革与实践,学生的工程能力得到了加强,教学质量有了提升。

慕课背景下我国普通高等教育的挑战与机遇

慕课这种大规模开放网络在线课程以其新颖的教学理念和教学方式在高等教育中发展十分迅速,对我国高校教学模式产生了强烈冲击,在此背景下重点分析了慕课对我国高等教育带来的挑战和机遇,指出了我国高校教学中面临的问题和应对慕课冲击高校在教学理念及考核制度应改进之处。

基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模研究

[目的]研究基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模方法。[方法]在分析当前虚拟植物建模方法缺点的基础上,提出了基于功能-结构互反馈思想的建模方法,详细阐述了该方式建模的各个步骤,包括形态结构模型的确定、生物量生产模型的确定、生物量分配模型的确定、器官重建模型的确定以及形态结构模型与功能模型的融合方法。[结果]基于功能-结构互反馈的机制突破了生理生态模型与形态结构模型的界限,可以解决2类模型之间数据传输的困难,建立融合2者于一体的模型,能够有效的反映植物形态与功能之间内在的关联关系,更加符合植物的生长机理。该建模方式在动态模拟植物生长方面具有显著的优越性。[结论]基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模方法为下一阶段植物生长状态的模拟提供了基础,对动态准确的模拟植物的生长过程有着重要意义。

计算机网络课程教学的改革与实践

塔里木大学信息学院以探索和研究为基础,适应学科和社会发展的要求,对计算机网络课程进行了重点建设,在理论教学、实验教学、教学方式等几方面进行了改革与实践,在使学生掌握基本概念和原理的基础上,力求能够反映出计算机网络当前发展的现状并注重加强学生工程实践能力的培养。实践表明经过对该门课程的教学改革,学生的知识面得到了拓宽,工程能力得到了加强,教学质量有了显著的提升。

慕课背景下Linux应用型人才培养的实践与探索

在慕课教学背景下为培养Linux应用型人才做了初步尝试。按代表性知识点全面梳理了Linux课程的知识结构,以此为基础以10分钟左右讲透一个知识点来组织课堂教学,依据各知识点的内容类型分出镜讲解、实景讲解以及PPT录屏3种形式设计视频教学资源,并在塔里木大学信息院网络内得以实施,为学生提供了按自身需要灵活自由的自主学习方式,一定程度上改善了传统教学方式的不足,但同时对教师的专业素质也提出了更高的要求。

Linux微课模式的实践与探索

微课是近几年出现的一种全新的教学模式,针对Linux课程实践性强的特点,依据学生的认知特性设计了Linux的微课,使用Camtasia studio制作了Linux的微课视频,从教学的组织方式和学生的学习方式两方面对传统的Linux课堂模式进行了改进。结果表明,学生的学习效率和实践能力有了明显提高。

基于虚拟作物技术构造理想株型的研究综述

挖掘出作物的理想株型是作物育种的重要目标之一,在当前虚拟作物理论和软件开发技术基础上,总结了利用虚拟作物构建理想株型的主要技术,指出了数字化构建作物植株当前时期内的热点问题和发展方向,分析了存在的不足之处,为定量化株型设计、解决传统株型育种方式不精确等问题奠定了一定基础。

Linux下基于IPSec和应用层代理的安全系统的设计

说明IPSec的一种实现frees/wan的缺点,阐述在netfilter下实现IPsec的思想,然后说明在应用层级由代理建立的安全机制。最后通过IPSec和squid相互结合,提出一种对计算机网络系统本身及其传输的信息都具有安全防护的设计。

新疆少数民族学生Linux基础教育的实践与探索

针对少数民族学生的特点与企业合作共建Linux课程,引入企业典型的Linux案例项目,以实践教学为核心,强调理论内容的够用性和适用性,改变Linux教学中"重理论、轻实践"的传统模式。把慕课教学理念与传统的课堂教学方式紧密结合,在保障学生自主学习的同时,加强与学生的互动交流,提高了学生的Linux职业技能。

新疆少数民族学生网络综合布线课程教学研究

网络综合布线是应用性较强的课程,对学生的实践性要求较高。目前传统的教学方式较难培养出符合新疆社会的网络综合布线应用型人才。该文在分析综合布线结构内容的基础上,将其分解成6个教学模块,针对少数民族学生的特点,以案例项目为引导、以学科竞赛为激励,依托校内外的实训平台实行了CBS和CBL相结合的教学模式,同时加强教师和学生的交流互动。结果表明,学生的思维能力和实践操作能力均获得一定程度的提升,学生对教学的满意度、考试成绩和企业对学生专业能力的评价也有了较大改善。

Linux下基于Ipsec和ssl复合vpn的设计

基于frees wan的缺点,阐述了在netfilter下实现ipsec的思想,以减小网关或防火墙等网络节点成为网络信息传输过程中瓶颈的可能性。在此基础上,结合ssl提出一种同时从网络层和应用层对传输信息具有安全防护的复合vpn设计。