基于机器视觉的植物群体生长参数反演方法

为实现植物群生长参数在线无损检测,采用机器视觉技术捕获植物群冠层图像,通过RGB空间超绿色-超红色指标(excess green minus excess red,ExG-ExR)、超绿色指标(excess green,ExG)和归一化差异指标(normalized difference indices,NDI)3种指标分割植物群冠层图像,提取植物群图像特征参数:覆盖率、冠层幅长和冠层幅宽,并结合人工测量植物群体参数:茎秆高度、茎直径、叶面数量、坐果数量和叶面指数(leaf area index,LAI)(拟合值),建立植物群5个生长参数的5种反演模型分别为覆盖率反演模型、冠层幅宽反演模型、冠层幅长反演模型、回归方程反演模型和均值反演模型。结果表明:采用ExG-ExR分割的植物群冠层区域与人工提取区域重合度大于99.5%,识别率大于98.2%,分割性能优于ExG+Otsu和NDI+Otsu分割方法。采用120幅反演模型验证图验证反演模型性能,结果表明植物群冠层覆盖率反演模型反演5个植物群生长参数时,其反演值与测量值间相关性决定系数大于0.958,性能优于冠层幅宽和幅长反演模型,而回归方程和均值反演模型在反演植物群5个生长参数时,都仅有2个参数反演性能优于覆盖率反演模型。茎秆高度、叶面数量、茎直径、坐果数量和LAI的反演模型反演值与测量值间线性相关决定系数最高分别为0.979、0.976、0.979、0.965和0.973,标准误差(standard error,SE)分别为10.55 cm、1.37、0.213 mm、0.672和0.055,其对应的反演模型分别为均值反演模型、覆盖率反演模型、覆盖率反演模型、覆盖率反演模型和均值反演模型。通过机器视觉技术及反演模型能够在线无损准确反演植物群生长参数,为温室环境调控及精准肥水一体灌溉控制系统提供具有代表性意义的决策依据。

泡桐苗期年生长参数的分析研究

对位于河南省通许县试验点的 16个泡桐无性系进行苗期测定的基础上 ,研究分析其苗期生长规律及生长参数。结果表明 ,泡桐苗期年生长符合 S型生长曲线 ,16个无性系 185株苗木年生长进程平均为 :地径生长速生始期为 6月 12日 ,此时生长速度为 0 .0 33cm· d-1,生长量达 1.0 8cm;7月 16日达到全年最大生长速度 ( 0 .0 4 9cm· d-1) ,此时生长量达 2 .57cm,8月 2 0日生长量达到 4 .0 5cm。速生期 6月 12日至 8月 2 0日 ,持续 69d。全年生长量 5.13cm。苗高速生始期晚于地径 ,为 7月 8日 ,此时生长速度为 0 .0 4 9m· d-1,生长量达 0 .86m;7月 2 7日达到最大生长速度( 0 .0 73m· d-1) ,此时生长量达到 2 .0 4 m;8月 15日生长量达到 3.2 2 m。速生期 7月 8日至 8月15日 ,持续 37d。全年生长量为 4 .0 9m。

楸树无性系苗期年生长参数的分析

对楸树30个无性系苗期苗高和地径的年生长动态进行了调查,并用Logistic方程对苗高和地径的生长动态进行拟合,分析了年生长动态规律及生长参数。研究结果表明：楸树无性系苗期年生长高度符合＂S＂型生长曲线。分别以苗高和地径划分苗木的年生长阶段,其苗高和地径的速生期持续时间分别为93-136 d和57-120 d,苗高、地径拟合值与苗高、地径实测值呈极显著的相关关系,相关系数分别为0.746 3和0.816 8。无性系的苗高与速生期始期、速生期结束期与速生点、地径与速生期始期呈显著的相关关系。

低温胁迫下春玉米生长参数及产量影响分析

以先玉335为材料,对玉米拔节期和大喇叭口期分别进行了15℃低温胁迫及对照试验。结果表明：低温胁迫导致植株株高、生物量及叶面积明显下降,并且拔节期受低温的影响要大于大喇叭口期;低温导致玉米蒸腾速率的降低及光合速率下降,光合速率下降10%左右,蒸腾速率下降58%~64%;不同发育期玉米光谱反射率对低温胁迫的响应基本相同,可见光波段,受低温胁迫的玉米冠层光谱反射率均有所增加,近红外波段（780~1 350nm）,受低温胁迫的玉米冠层反射率降低;低温导致产量明显下降,拔节期减产率为34%,大喇叭口期减产率达到38%,大喇叭口期低温对产量的影响更为显著。

外源抗坏血酸对臭氧胁迫下水稻光合及生长参数的影响

为研究臭氧浓度变化对水稻生长的影响及外源抗坏血酸的防护作用,在田间原位条件下,利用开顶式气室(OTCs)研究了外源抗坏血酸对O3胁迫下水稻光合及生长参数的影响。结果表明:在O3胁迫下,叶片的光合色素含量、气体交换参数、净同化率、相对生长速率及粒/叶面积(cm2)均显著下降;喷施外源抗坏血酸后,叶绿素a含量、叶绿素a/叶绿素b以及水稻叶片的光合速率、蒸腾速率显著升高,而叶绿素b含量和气孔导度变化不显著;外源抗坏血酸对O3胁迫下水稻的净同化率、相对生长速率及粒/叶面积(cm2)影响比较显著,特别是粒/叶面积(cm2)的提高有利于水稻源、库协调发展,为提高水稻产量和改进品质奠定了物质基础。

木荷种源苗高生长参数变异研究

利用28个木荷种源苗高生长节律的观测材料,通过采用Logistic方程拟合其苗高生长,求算和揭示最大生长速率(MGR)、线性生长速率(LGR)、线性生长量(TLG)和线性生长期(LGD)4个苗高生长参数的种源差异和地理变异模式。研究结果显示:利用Logistic方程可较好地拟合木荷种源苗高生长的动态变化,其决定系数皆在0．92以上。不管是Logistic方程的3个生物学参数a、b、c,还是上述4个苗高生长参数在种源区间和种源区内种源间都存在显著的遗传变异。研究发现:种源MGR、LGR、TLG与产地纬度呈显著的负相关,都表现出明显的纬向渐变地理模式,其变异主要来源于种源区内种源间(42．84％-43．41％),其次来源于种源区间(11．07％-13．15％);LGD在种源区和种源区内种源两个层次的方差分量都相对较小(6．9％和8．4％),且未发现与产地经纬度的显著相关性。苗高生长参数间的相关分析发现:木荷种源苗高线性生长量的增加并非由于线性生长期的延长,而是由于最高生长速率和线性生长速率的提高所致。

不同海拔育苓对川芎出芽及生长参数的影响

目的研究不同海拔育苓对川芎出芽率及生长参数的影响,为道地产区生产模式提供理论依据。方法通过田间试验,统计分析了川芎的出芽率和生长参数。结果高海拔育苓使川芎表现出较好的发芽和生长特点。来源于海拔1190m苓种的川芎出芽率最高,幼苗最高及其冠幅面积最大;同时,高海拔来源苓种川芎成株在生长前期株高较高、节间距较大、分株数和节盘数也较多;生长后期,除了单株根茎干重较重和二次茎叶发生时的主茎直径较小以外,不同海拔来源苓种的川芎其它生长参数之间差别不显著。结论高海拔育苓有利于川芎出芽率的提高、幼苗建植及其坝上生长,进而增加川芎单株根茎重量。

马尾松3代种质苗高生长参数的配合力分析

自从Sprague等[1]在玉米(Zea mays L.)杂交育种研究中首次提出两类配合力概念以来,配合力育种在林木遗传改良中得到了广泛应用。配合力分析不仅可用以评价育种亲本,而且可了解林木重要经济性状所受的遗传控制式样,从而为科学制定林木遗传改良策略提供重要理论依据[2-4]。

典型作物Logistic模型生长参数空间分布及其地区水热相关性

为明确作物生长模型——Logistic模型参数的空间变异特征,本文以冬小麦、夏玉米、水稻和新疆棉花作为典型作物,以作物株高、叶面积指数和干物质积累量作为生长指标,研究各生长指标的全相对化Logistic模型参数的空间分布情况,进一步分析该模型参数与地区多年平均降雨量、多年平均活动积温的相关关系。结果表明,4种典型作物全相对化Logistic模型参数变异系数均大于0.20,属于强变异性,空间分布具有明显的地带性,主要表现为:冬小麦的叶面积指数模型参数表现为黄河中下游地区大于新疆地区;夏玉米的叶面积指数模型参数表现为自沿海向内陆先增大、后减小的变化特征;水稻的干物质积累量模型参数表现为自西南向东北先减小、后增加的规律;新疆棉花的株高模型参数表现为西北小、东南大,且新疆中部地区存在极大值。全相对化Logistic模型参数与地区多年平均降雨量和多年平均活动积温间均具有显著或极显著的正相关关系,其相关系数r均介于0.3和0.6之间,即各地区模型参数的大小与该地区降雨量和温度相关。

美国红鱼形态和生长参数的研究

用传统法和框架法 (Truss)测定了红鱼形态的可数可量性状 ,分析了红鱼形态有关参数的相互关系 ,拟合了红鱼的框架结构图。总结回归了不同养殖环境中红鱼的体长、体重之间的关系。比较分析了不同养殖条件下红鱼的日生长、生长率等指标 ,不同群体的生长特征指数生长拐点和生长方程。本研究为选育红鱼良种和检测原。

不同灌溉方式对玉米植株生长参数及产量的影响

为了探究不同的节水灌溉方式对玉米植株生长参数及产量的影响,选择在内蒙古通辽市设计低压管灌、膜下滴灌和喷灌这3种节水灌溉方式的试验,并在整个生长期内毛灌溉定额相同的条件下,分别观测在3种灌溉方式下玉米整个生长期内的土壤水分变化及玉米的植株高度、茎粗、叶面积指数、叶绿素含量、生物量、株籽粒重等指标。结果表明:灌溉定额相同时,不同的灌水次数对土壤水分含量有较大影响,进而影响作物的生长发育。不同的节水灌溉方式对玉米植株生长、产量有显著影响:在整个生长期内,玉米生物量膜下滴灌高于喷灌,喷灌高于低压管灌,膜下滴灌高于喷灌46.74%,高于低压管灌98.81%,喷灌高于低压管灌35.49%;膜下滴灌实际产量大于喷灌2.85%,大于低压管灌7.83%,喷灌大于低压管灌4.84%。总体来说,3种灌溉方式中,膜下滴灌最好,喷灌次之,低压管灌最差。

鱼类体长频率数据结构对生长参数估算的影响分析

根据2009—2010年在东海区捕获的鲐鱼样本,产生6龄12个月的模拟数据,分析由于渔具选择或取样过程中人为因素等导致渔获样本体长频率结构可能出现的偏差对使用FiSATⅡ软件估算丰满系数和渐近体长产生的影响情况。模拟研究内容包括渔获物样品数量对评估结果的影响,以及当渔获样本中小个体偏少和大个体缺失两种情况所导致评估结果的偏差情况。结果显示,渔获样品中的大个体样本对评估结果的准确性十分重要。当渔获样本数量较小,或者样本中小个体偏少时,样品中能够包含最大体长组时,估算得到的丰满系数和渐近体长与真值非常接近。但样品中大个体缺失时,即中、小个体较多,参数估计值与真实值有较大差异,其中丰满系数估计结果偏小,而渐近体长值估计结果偏高。因此,在使用FiSAT II软件估算生长参数时,所使用的渔获样本的体长频率分布应尽量与资源量群体体长结构组成一致,并且需保证最大体长组不能缺失,这样可得到较为准确的丰满系数和渐近体长的估计值,从而保证在进一步的资源量和渔获量等评估工作中得到准确的结果。

白洋淀湿地芦苇生长参数的线性分析

在野外实地调查的基础上,从白洋淀湿地芦苇生长参数角度对试验数据进行了整理并对其进行相关分析。结果表明,株高与叶片鲜重、株高与茎鲜重、直径与叶片鲜重、叶片鲜重与茎鲜重呈显著正相关,其余组别的数据呈正相关。对4组呈显著正相关的参数用线性函数进行了定量模型拟合,为该地芦苇的生理生化及功能方面的进一步研究打下了一定的基础。

基于动态K阈值的苹果叶片点云聚类与生长参数提取

根据冠层点云的分布特征,提出一种基于动态K阈值的叶片点云聚类及生长参数提取方法。首先,采用地面三维激光扫描仪获取多站点云数据并完成配准、去噪和抽稀等预处理;然后,随机截取整株点云中的一枝作为研究对象,融合局部凹凸性算法(LCCP)并改进K-means算法,提出基于动态K阈值的叶片点云聚类方法;最后,采用主成分分析方法(PCA)计算叶片点云法平面方向向量,并根据叶片边界点与中心点的位置关系,计算叶宽、叶长等生长参数。试验结果表明,与传统的点云聚类方法相比,本文方法能够在不损失枝干点云的前提下,精确地分割单叶片,保证了聚类结果的完整性和彻底性;与传统的降维方法相比,本文基于真实三维空间信息提取叶片生长参数能够较大程度提高提取准确性,为进一步评价果树冠层光照分布及果园智能化管理提供技术支持。

生活垃圾堆肥与园土基质草皮建植体系的生长参数比较

对生活垃圾堆肥为基质无土草皮与园土基质草皮的相关生长参数进行了比较,结果表明,同种草坪植物垃圾堆肥基质与园土基质草皮相比,除早熟禾和匍茎剪股颖的须根数及高羊茅和黑麦草的单株地上净光合量外,其他生长指标差异不大(P>0.05),草皮绿度差异也不大。抗拉强度主要取决于草皮铺网的自身特性,各草皮抗拉强度约为10kg。4种草坪植物草皮根系与基质、铺网的固着状态相对优劣次序为:高羊茅>黑麦草>早熟禾>本特。草皮铺坪应用结果表明,2种基质草皮间存在着草种与基质、铺网的生态协同性差异。从草皮铺坪应用指标看,铺坪后草坪植物生长状况与草皮培植时生长状况密切相关,一般培植时生长状况好,则铺坪时生长状况也好。垃圾堆肥草皮铺坪后,具有较好的色泽效应,其他应用性能也较为理想。综合性能分析,以生活垃圾堆肥为基质的无土草皮性能符合草皮培植技术性能要求,有些性能还明显优于园土基质草皮。

应用渔业体长分析方法ELEFAN和SLCA估算鱼类生长参数的研究

本文应用蒙特卡罗模拟方法,通过假设不同的生长参数、样本大小和白噪音水平,模拟出不同假设条件下的鱼类种群时间序列的体长频数分布,再应用体长分析方法ELEFAN(e-lectronic length-frequency analysis)与SLCA(Shepherd's length-composition analysis)估算模拟数据的生长参数K和L∞。用总生长特征φ估算求得生长参数的可靠性。模拟结果表明在大多数情况下ELEFAN比SLCA更能准确稳定地估计生长参数。生长速率和极限体长越大,φ估计值的精确度越高。当体长的白噪音水平小于20%时,估计结果较准确。当样本小于60时,样本越大估计结果越准确;当样本大于60时,样本增大对结果影响不大。应用本文的方法估计西非科特迪瓦的法荷水库的长臂虾(Macrobrachium vollenhovenii)真实渔业数据也得到了较好的结果。

基于Cortex-M3的农作物生长参数监测系统设计

为了快速、全面地获取农作物生长过程中的参数变化(土壤墒情、雨量、地下水位),满足农业生产对信息的需求,提高粮食产量,设计开发了基于Cortex-M3的农作物生长参数监测系统。系统用多种智能传感器组成传感器网络,能够实时采集雨量、土壤含水率和地下水位数据,经软件解析、处理后,通过GPRS网络实现数据的无线传输。系统供电采用太阳能电池板和铅酸蓄电池两种方式,提高了设备野外工作的稳定性。硬件设计采用Cortex-m3内核的stm32f103作为MCU,相比于ARM系列,功耗降低了1/4,速度快了1/3。软件设计开发了数据采集、无线通信和在线访问等程序,通过浏览器,即使在远离监测点的异地,也能够实时查看设备状态和访问历史数据。经实践验证,系统能实现数据的稳定传输,适合农作物生长参数的实时监测。

溶解CO2对原料乳中主要腐败微生物生长参数的影响

研究了4℃下在原料乳中溶解CO2对其中主要腐败微生物生长参数的影响。试验以未处理的原料乳作对照组,CO2处理组的原料乳中CO2浓度分别为11.9、28.54、42.27 mmol.L-1。分别对各组中的假单胞菌、肠杆菌科细菌、乳酸菌和细菌总数的生长过程进行动态监测,并由此建立Gompertz数学模型、计算生长参数。结果表明,原料乳中溶解的CO2浓度越高,对3类主要腐败菌的抑制作用越大;CO2对革兰氏阴性菌的抑制作用大于革兰氏阳性菌;4℃下溶解42.27 mmol.L-1 CO2可以使原料乳的保质期延长1倍。

火炬松胚性细胞悬浮培养物的生长参数变化

以火炬松（PinustaedaL.）成熟合子胚来源的胚性愈伤组织为材料建立了胚性细胞悬浮系，测定了其培养物的鲜重、干重、细胞体积和胚数及培养液中的pH值、电导率和蔗糖浓度等生长参数在培养过程中的变化动态。结果表明，在培养周期内，培养液中的pH值、电导率和蔗糖浓度的逐步降低与培养物的鲜重、干重、细胞体积和胚胎数的逐步增加保持一致性。在培养至18—21d，pH值、电导率和蔗糖浓度均接近或降到最低点，而胚数及细胞体积的增长都达到最高点。

孕妇血清GH、IGF-1、IGFBP3水平的变化及其与新生儿生长参数的相关性研究

目的探讨生长激素(GH)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、胰岛素样生长因子结合蛋白3(IGFBP3)与妊娠期糖尿病(GDM)的关系及其对新生儿生长参数的影响。方法选择2014年11月至2015年7月在南宁市妇幼保健院住院分娩、孕期检查为妊娠期糖尿病并且孕期通过医学营养治疗血糖控制良好的孕妇42例,作为GDM组,另随机选取同期糖耐量试验正常的孕妇40例,作为对照组。采用电化学发光法测定两组孕妇血清GH、IGF-1、IGFBP3水平。孕妇分娩后测量新生儿体质量、身长、头围、肩围、胸围、胎盘重量等生长参数。比较两组孕妇血清GH、IGF-1、IGFBP3的差异以及与上述新生儿生长参数的相关性。结果 GDM组孕妇的IGF-1和IGFBP3分别为(343.3±101.9)ng/m L和(5.5±1.1)μg/m L,均高于对照组的(267.5±84.9)ng/m L和(4.8±0.9)μg/m L,差异均有统计学意义(P<0.05);两组孕妇的GH、新生儿体质量、身长、头围、肩围、胸围、胎盘重量比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论孕妇外周血GH、IGF-1、IGFBP3水平与新生儿体质量、身长、头围、肩围、胸围、胎盘重量等生长参数无显著相关性,但是IGF-1、IGFBP3与GDM的发生相关,可作为一种预测GDM的潜在指标。