智慧灌溉大数据管理平台设计与应用

以粗放型为主的漫灌方式浪费水资源,探索高效节水农业灌溉意义重大。本研究研制了集数据采集、数据管理、数据可视化、分析决策和远程管理为一体的智慧灌溉大数据管理平台,旨在以数字化管理与智能化控制方式提升水资源利用效率。平台利用嵌入式、物联网、互联网、3S(GIS、GPS、RS)等技术,采取“1+1+N”的设计模式,构建作物需水预报模型与灌溉决策模型,基于B/S构架和Java语言,设计了1个灌溉数据中心、1个灌溉数据管理系统、4个应用系统,打造了智慧灌溉大数据管理平台。平台在河北、河南、山东、江苏等地区设有多个示范基地,汇聚了8个科研小组、24个试验基地的有关多种作物的生长、灌溉、气象、土壤等数据,平均采集数据18829条/天,帮助管理人员摸清家底;集成了多个团队的软件系统和62套物联网设备,及时、定量地呈现了农作物生长状况及环境状态,实现了农作区动态监测,助力生产决策;生成农作物需水预报和灌溉决策方案,完成了远程灌溉目标,并且经过实地试验,验证了自动灌溉的有效性,将灌溉水有效利用系数最高提升了31%以上;形成了大田产业、温室中心、数字科研和区域灌溉等不同专题可视化布局,满足多种农业场景应用需求。为农业生产和跨区域管理提供了便捷工具,为农业灌溉数字化系统搭建和应用提供了参考。

蜂群信息采集技术研究进展和应用展望

综述了国内外蜂群信息采集技术相关研究进展,对所采用的技术进行总结,并展望未来发展方向,以期为我国养蜂生产及相关产业的信息化发展提供借鉴。

栉孔扇贝不同种群的遗传结构及其杂种优势

采用来自韩国野生的栉孔扇贝和中国养殖的栉孔扇贝以及发病区存活个体作为亲本 ,构建韩国野生×韩国野生、韩国野生×中国养殖、韩国野生×中国养殖发病区存活个体以及中国养殖×中国养殖共 4个交配组合 ,通过对F1 代个体壳宽、壳高和体重的测量 ,比较不同群体的生长情况。同时采用RAPD技术对F1 代不同群体的遗传结构进行比较 ,研究群体内的遗传变异与杂种优势的关系。结果表明 ,杂交后代具有明显的生长优势 ,说明栉孔扇贝种内不同种群之间存在杂种优势。韩国野生种群和中国养殖群体以及发病区存活群体的遗传距离分别为 0 0 3 6 6和 0 0 0 5 7,以上 4个F1 代群体的平均杂合度的理论值分别为 0 2 83、0 2 6 7、0 2 6 8和 0 2 6 6 ;多态位点比例分别为 0 76 5、0 76 0、0 76 0、0 73 5。表明栉孔扇贝不同地理种群之间存在遗传分化 。

“901”海带新品种培育的研究

选择性状差异较大的日本长海带（Laminaria longissima）和当地早厚成品系一号（L.japonica）为母父本，通过杂交获得F1，F1经连续五年的自交选育获得”901”海带新品种。该品种具有生长速度快、耐高温的经济性状和色泽浓褐、个体宽大、纵沟较明显、基部终身楔形，近基部1m处呈微弧形的形态性状。经两年生产实践证明：”901”性状遗传较稳定，产量高，质量优。

基于有效积温的冬小麦返青后植株三维形态模拟

【目的】基于有效积温,利用三维建模技术,实现小麦生长模型与形态模型的有机结合,真实表达环境因素对小麦生长发育和形态结构的影响,最终实现小麦生长过程的三维可视化,为小麦作物生长动态预测、栽培管理调控、作物株型设计等提供重要参考。【方法】以天津地区主要推广小麦品种衡观35、济麦22和衡4399为材料,于2015—2016年冬小麦生长季内开展不同小麦品种和施氮水平的田间试验,采集各品种冬小麦在不同施氮水平下的叶长和最大叶宽等形态数据,通过分析各品种冬小麦返青后形态数据和有效积温的定量关系,用Logistic方程构建了冬小麦返青后叶片叶长、最大叶宽模拟模型,并对该模型进行检验;基于该模拟模型,计算各品种冬小麦返青后每个生长日的形态数据,借助OpenGL和NURBS曲面造型技术,构建冬小麦几何形态模型,最终实现冬小麦生长模型与形态模型的结合,实现了冬小麦返青后生长过程可视化。【结果】在不同品种、不同施氮水平下,小麦叶长回归方程R2值在0.772—0.983之间,F值在10.153—340.191之间,且Sig小于显著水平0.05,最大叶宽回归方程R^2值在0.853—0.999之间,F值在17.371—4 359.236之间,且Sig小于显著水平0.05,表明上述模型拟合度和显著性均较好。经数据检验,叶长模型绝对误差在0—3.88 cm之间,根均方差(RMSE)值在0.24—1.95 cm之间,最大叶宽模型绝对误差在0—0.28 cm之间,RMSE值在0.02—0.15 cm之间,表明所建模拟模型精度较高,该模型对不同品种冬小麦返青后的叶片生长具有较好的预测性;基于所建模拟模型计算冬小麦返青后逐日形态数据,可构造不同品种、不同施氮水平下的冬小麦植株形态,可逼真模拟冬小麦返青后植株动态生长过程。【结论】基于有效积温构建的冬小麦返青后叶长和最大叶宽模拟模型,可较好预测冬小麦返青后叶片生长状态,可实现小麦生长模型和形态模型的有机结合,实现不同品种冬小麦在不同施氮水平下的叶片生长可视化。

养殖刺参“化板症”病原菌的分离与鉴定

本研究对辽宁4家刺参育苗场患"化板症"的稚参进行了病原学分析,从患有"化板症"的稚参体表病灶处分离得到一株优势菌Aj2010072802A90。人工回接感染试验证实,该细菌能使稚参发生厌食、萎缩、降低附着力、溃烂、死亡等现象,具有较强的致病性,为此次"化板病"的病原菌。在此基础上,利用细菌形态观察、生理生化及16SrDNA分子生物学方法对该菌株进行了鉴定,结果显示,该菌为副溶血弧菌Vibrio parahaemolyticus。这是副溶血弧菌导致海参感染的首次报道。此外,本研究针对该病原菌进行了药敏学测试,证实所分离的副溶血弧菌菌株对氟苯尼考等药物高度敏感,相关研究结果将为刺参疾病防控和健康养殖提供了理论依据和技术支撑。

蜂产品质量安全现状与全程追溯系统构建

建立食品/农产品质量安全追溯制度及系统平台已经成为世界性发展趋势。分析了影响中国蜂产品质量安全的因素及存在问题,主要有:生产过程污染、不成熟产品、掺杂造假、政府宏观调控力度不够等,然后提出提高蜂产品质量的相应对策与途径。信息技术的飞速发展为建立蜂产品质量追溯系统提供了可能和前提条件,作者提出运用网络技术、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、国际通用编码技术等先进信息技术构建蜂产品全程追溯管理信息系统的设想,详细描述了系统设计、实现思路及系统基本功能。该系统可实现正向跟踪和反向追溯,将有力保障中国蜂产品的质量水平,提高蜂产品在国际市场的竞争力。

紫扇贝与海湾扇贝种间杂交的研究

为推动中国扇贝养殖业的进一步发展,作者于2008年从秘鲁引进了紫扇贝(Argopecten purpuratus),尝试将紫扇贝与海湾扇贝(Argopecten irradians irradians)进行杂交,以期培育出具有优势性状的杂交子代。利用引进的紫扇贝与海湾扇贝进行种间杂交,培育出紫扇贝(雌)×海湾扇贝(雄)杂交扇贝。实验证明紫扇贝的卵子与海湾扇贝的精子可正常受精,受精卵发育正常。杂交扇贝的生长速度在幼虫阶段和成体阶段均快于海湾扇贝。至收获时,杂交贝比海湾扇贝平均壳高、壳长和壳宽分别大27.3%,25.2%和19.3%,体质量增加107.0%,杂种优势明显。

基于实测数据和NURBS曲面的小麦叶片三维可视化

小麦三维可视化在农业生产、作物生长预测等领域具有重要应用价值,将为作物株型选育,高产、高效栽培等提供有力技术支撑。针对小麦叶片三维形态不易模拟的问题,基于田间试验实测数据和NURBS自由曲面造型技术,构建小麦叶片主脉控制点构造算法,计算小麦叶片NURBS曲面控制点坐标,并借助OpenGL图形库实现了不同控制点序列下的小麦叶片曲面模拟。试验结果表明,该方法计算效率较高,绘制的小麦叶片模型具有较高平滑度和真实感。

一种XML的模型论语义

XML只能表示语法而不能表达形式化语义,这个问题导致XML数据集成以及扩展当前Web到语义Web非常困难.为了解决该问题,提出了一种XML语义定义语言XSDL,让XML文档作者清晰地表达XML文档中的语义信息,并提出了一种XML的模型论语义.这样,XML成为一种表达能力比资源描述框架(resourcedescriptionframework,简称RDF)稍弱的Web知识表示语言,且XML数据可以保留语义转换到RDF数据.此外,还提出了XML文档的语义有效性和XML文档的推理问题,并把它们规约到描述逻辑语言ΣΗΟΙΝ(?)的知识库不可满足性问题.

超声波测距系统的开发与研究

论述一种用于移动探雷机器人越障的超声波测距系统。硬件上运用包络整形技术提高时间点检测的准确度,软件上使用盲区处理、数理统计、稳定性检测、发射功率动态改变技术提高测量精度和减少盲区范围。实验证明系统具有测量盲区小、远近距离测量较稳定、精度符合工程指标的特点。可在需要测量盲区小、测量精度较高的环境中应用。

温度和光照对单细胞绿藻1102生长影响的研究

单细胞绿藻1102是一种附壁性强、培养密度高的浮游生活型单细胞绿藻。试验设置了7个光照度梯度(500、1000、2000、4000、6000、8000、10 000lx)和5个温度梯度(10、15、20、25、30℃),采用双因子试验,利用生长率和pH日较差两项指标,研究了光照度和温度对该藻生长的影响。试验结果表明,温度与光照度对单细胞绿藻生长具有交互作用;8000lx,25℃试验组生长率达到最高值。pH日较差与生长率的相关系数为r2=0.9632,能够准确反映该藻光合作用速率。培养液pH测定便捷、检测时间短,可作为该藻生长的优良指标。

中国农业科技水平的时空演变、区域关联及其经济协同发展效应——以省域公立农业科研机构为例

【目的】长期来看,农业科技与农业经济应保持一种动态互促的良性协同发展趋势,才更有利于加快现代农业的发展。深入考察省域公立农业科研机构科技水平的时空演化和空间分布特征,及其与区域经济的协同发展情况,有助于正确认识各省之间农业科技与农业经济的协同发展机制并剖析导致农业科技与农业经济协同发展程度弱的潜在原因,探索进一步提高省域农业科研机构科技水平,解决农业科技与农业经济“两张皮”问题的路径。【方法】基于农业科研人员规模、专利授权量、论文发表数量3项指标,利用GIS空间分析、可视化技术和探索性空间数据分析方法研究2008—2018年我国省域农业科研机构科技产出的时空演化趋势及空间分布特征,并揭示省域农业科技与农业经济的协同发展情况。【结果】10年间我国省域公立农业科研机构的科技产出从中东部沿海省份向周围逐渐降低,多数省份农业科研机构专利授权量增长趋势显著,论文发表数量和科研人员数量整体增长趋势不明显;从空间分布特征来看,省域农业科研机构的科技产出虽然呈现出局部空间自相关特征,但整体未形成规模化的空间集聚效应;省域农业科技与农业经济协同发展程度方面,山东、江苏、广东、福建等东部沿海地区协同发展程度较好,中部地区协同发展程度一般,整个西北、西南及东北大部分省区农业科技与农业经济协同发展程度较弱。据此,从提高农业科研机构科技创新水平,加强区域农业科技与经济的协同发展方面提出了有关政策建议。【结论】省域农业科研机构的科技水平从中东部沿海向周围省份逐渐降低,具有空间异质性,未形成规模化的空间集聚效应;省域农业科研机构的科技水平与省域农业经济水平的协同发展程度整体偏低;需要加快构筑农业科技与农业经济协同发展的空间集聚格局,为解决农业科技与经济发展“两张皮”问题提供支撑。

冬小麦返青后株高模拟模型及生长可视化研究

小麦生长模拟模型对小麦生长管理调控、产量预测和经济效益分析等有重要指导作用,针对小麦生长模拟模型和生长可视化不易实现的问题,以冬小麦品种衡观35、济麦22和衡4399为材料,于2015-2016年小麦生长季内开展不同品种和施氮水平的田间试验,通过分析各品种冬小麦返青后株高和有效积温的定量关系,用Logistic方程构建了冬小麦返青后株高模拟模型,经数据检验,株高模拟模型绝对误差在0.01~2.72cm,根均方差(RMSE)在0.4~1.26cm,平均绝对误差(d_a)在0.36~1.11cm,平均绝对误差与实测值平均数的比值(d_(ap))在1.32%~3.46%,结果表明所建模拟模型精度较高,对不同品种冬小麦株高生长具有较好预测性。借助该模拟模型和已有研究成果,本研究构造了不同品种、不同施氮水平下的冬小麦株高生长状态,逼真模拟冬小麦返青后株高动态生长过程,实现了不同品种冬小麦在不同施氮水平下的生长可视化。

施用不同氮源对球等鞭金藻3011生长的影响

以硝酸钠为氮源作为对照,研究施用氯化铵、硝酸铵和尿素对等鞭金藻3011生长的影响,以寻找最适于等鞭金藻生长的氮源。通过藻细胞密度来探讨不同氮源下等鞭金藻的生长情况,同时分析培养期间的藻液pH。经生物统计分析表明,在培养的前3天实验组和对照组的细胞密度差异性不显著(P>0.05),但从第3天开始,不同组的藻细胞密度开始出现显著差异,表现为以硝酸铵做氮源时对球等鞭金藻3011生长的效果最佳,藻细胞密度显著高于其他氮源,其次为硝酸钠和尿素,氯化铵的效果最差(P<0.05),且一致持续到培养时间结束。对pH的检测结果显示,导致不同氮源培养的藻液生长速率不同的原因并非来自藻液pH的差异。

基于裂变模式的农业农村信息快速调查及分析平台开发与应用

【目的】为了有效解决传统农业农村基础信息采集过程中存在的采集周期长、样本量小、投放不精准、数据质量低、审核难度大等难题,实现突发事件背景下海量数据快速获取及可视化分析,本研究设计、研发了一套集问卷精准投放、数据快速采集、结果自动分析为一体的农业农村信息快速调查平台,为各级农业管理部门快速决策提供便捷工具。【方法】(1)总体设计:借助5层架构技术和中台理念设计平台,采用新媒体、GIS、社会网络分析(SNA)等技术,构建问卷精准投放模型、多级裂变模式、快速审核和自动分析策略,利用点度中心度、中介中心度、空间聚类等方法对调查问卷传播网络的裂变关系、扩散能力以及社群特征进行分析,深度挖掘、多维度呈现平台数据价值。(2)系统实现:采用前后端分离模式研制了2个子系统,分别为面向调研用户的速调采集系统、服务于信息调查者的速调管理及分析系统。(3)平台应用:利用VMware vSphere集成容器和集群服务器部署系统,借助Nginx负载均衡方式提高系统响应速度。【结果】通过半年持续运行,系统普适性强,已提供8大领域12次大规模农业农村信息调查服务,共采集问卷76953份;农业农村经济信息调查案例中5 h内采集了12243份问卷,裂变比例为88.23%,其中20.24%的人形成扩散并裂变,社群效果明显,裂变程度高、速度快、范围广;平台综合功能强,覆盖了问卷设计、投放地控制、裂变分享、智能审核、酬劳发放、统计分析、用户沉淀等功能,可为农业农村信息快速调查提供高效的一站式服务。【结论】基于裂变模式的农业农村信息快速调查与分析平台,具有数据采集快、信息获取真、样本收集多、功能性强的特点,实现了突发事件背景下农业农村基础信息紧急获取及分析结果可视化呈现,形成了一种基于海量数据、区别于官方调查的民调模式,可为各级农业管理部门开展行业信息的精准、高效调查,实现科学决策提供有力的技术支撑,对其他行业信息调查具有借鉴意义。

血糖与重型2019冠状病毒病预后的关系

目的:探讨重型2019冠状病毒病(coronavirus disease 2019,COVID-19)患者的临床特征和血糖与重型COVID-19预后的关系。方法:纳入重型COVID-19患者55例,其中12例在诊疗过程中进展为危重型。收集所有患者的临床资料及入院后第1天实验室检查结果,比较重型和危重型COVID-19患者临床特征及血糖的变化。结果:与重型COVID-19患者比较,危重型患者入院时外周血白细胞、中性粒细胞计数更高,淋巴细胞计数更低,凝血酶原时间延长,D-二聚体水平明显升高,炎症指标如超敏C反应蛋白、IL-6也明显升高(均P<0.05)。危重型COVID-19患者入院空腹血糖为(10.23±3.71)mmol/L,明显高于重型[(7.12±3.35)mmol/L,P<0.05]。在校正年龄、性别和病程后,入院时空腹血糖和高血糖与重型患者是否进展为危重型患者明显相关(分别OR=1.308,95%CI:1.066~1.606,P=0.01;OR=29.198,95%CI:2.903~293.639,P=0.004)。本组15例(34.8%)重型和10例(83.3%)危重型COVID-19患者接受甲基强的松龙静脉注射治疗。在甲基强的松龙治疗过程中,危重型患者空腹血糖始终高于重型患者(P<0.05)。结论:入院时空腹高血糖是重型COVID-19发展为危重型的重要预测因子,严密监测和加强血糖控制对于降低其危重率和病死率有重要意义。

农业科学数据平台古籍知识揭示系统设计与实现

文章简要介绍了在构建国家农业科学数据共享平台过程中,研究和开发的B/S结构的农业科学知识内容揭示系统主要设计思想、方法和技术,介绍了农业古籍知识资源组织、开发和利用的深入探讨,以及对古籍图像进行知识内容标引的尝试,实现了通过古籍知识点进行全文的检索,该项研究对农业科学数据共享平台的知识资源开发与共享,具有重要的现实意义。

智慧蜂业大数据平台建设与应用

【目的】建设包含信息采集、数据管理、决策分析和可视化展示的蜂业大数据平台,助力解决信息化水平低、行业信息不对称、管理效率低、蜂产品质量缺乏保障、蜂群养殖作业繁重等问题。【方法】应用物联网、3S(Remote Sensing、Geography Information Systems、Global Positioning Systems)、人工智能、嵌入式、无人机、移动互联网、防伪溯源等技术,搭建蜂业大数据信息采集渠道,依据"1+1+1+N"的建设思想,采用包含数据采集层、数据资源层、业务支撑层、应用系统层和用户层等5层架构的设计模式,建设智慧蜂业大数据平台。【结果】建立了总数据量约40T、包含蜂场环境、蜂群养殖、全产业链蜂产品质量安全和公共信息等多个维度智慧蜂业大数据中心,打造了智慧蜂业大数据管理平台和可视化系统,经过北京市密云区和湖北省竹山县示范应用,在"用数据生产"、"用数据管理"、"用数据决策"、"用数据服务"等方面取得了一定效果。【结论】本研究从总体架构搭建、平台设计、数据库建设、技术实现和系统应用等方面进行了深入分析,实现了蜂业全产业链信息采集、智能管控、辅助决策及公共应用服务,有助于提升蜂业智能化、标准化、信息化水平,实现蜂产业的提质、节本和增效,全套技术方案和设计思路可为其他行业大数据平台搭建提供参考。

浅谈水产养殖学专业学生的志趣培养

培养高素质的水产养殖学专业人才,要专业教学与专业志趣培养并重,以学生为主体,充分理解和尊重他们的兴趣、爱好,给他们足够的自主空间。教师要在此基础上加以合理引导,给予他们良好的专业学习氛围。