光电传感器MS-410用于研究太阳活动光照辐射变化

太阳有着炽热而神秘的大气层,它是地球上一切生命的中心,是我们生命不可缺少的能源之一。太阳活动对地球有重大影响,特别是对天气、气候、通讯和电力系统等。光生物有机体所需的几乎所有能量都直接或间接来自太阳光。由于植物的光合作用依赖于阳光,其分布对动物分布有着巨大的影响。光对动物机体的热能代谢、行为、生存周期和地理分布都有直接或间接的影响。如变温动物的活动、动物体内的“生物钟”、动物的迁徙和迁徙,都与光有着密切的关系。可以说,太阳辐射是地球上生物有机体能量的主要来源。地球上所有的生命都依赖太阳辐射提供的能量进行生命活动。植物的光合作用使几乎所有的有机体和太阳辐射之间产生最基本的联系。太阳为植物提供热量,太阳光能使植物进行光合作用产生氧气,氧气提供给动物,动物可以直接或间接地以植物为食.

多光谱低空遥感图像光照辐射度校正

为了提高受云层阴影影响的遥感图像的信息提取准确度,该文以水稻小区试验过程中为进行氮素水平检测而采集的低空机载高分辨率多光谱遥感图像为对象,对受云层阴影影响的高光谱图像进行光谱校正,从而提高氮素水平检测的精度。试验中采用机载的双摄像机同步采集可见光和近红外的水稻遥感图像,并将两摄像机的图像进行几何校正后合成得到彩红外(color infrared,CIR)光谱图像;同时在图像采集区域布置3块不同反射率的1.2 m×1.2 m标定靶,利用便携式光谱仪测定标定靶的反射光谱曲线,并统计标定靶在图像中各通道的亮度均值。以标定靶在晴天无云和有云图像中的亮度值为节点,对G、R和近红外(near infrared,NIR)通道分别建立分段的线性变换模型进行校正。为验证校正精度,在遥感图像中分别选择大田水稻、小区试验田块和裸地3个不同区域的图像的G、R和NIR通道像素亮度均值及归一化植被指数(normalized differential vegetation index,NDVI)作为评价指标。试验结果表明,和传统的整体线性变换相比,采用分段线性变换校正具有较高精度,G、R和NIR通道校正后的平均误差为8.6%,9.1%和11.7%,NDVI平均误差为11.5%,有效提高了阴影条件下的遥感图像的信息提取精度,提高了受云层影响遥感图像的利用率。研究为低空遥感的图像校正提供了参考。

基于光照辐射模型的光流场估计

为完成多种环境下针对不同物体的运动检测,提出了基于光照辐射的光流场模型.首先,经由通用动态图像模型在克利福德代数域上的分析,解释并修正了通用模型的参数;然后,利用克利福德代数域上的推导结果与后期实验数据,结合运动视觉产生原理与光照辐射理论,提出了基于光照辐射的光流场模型,并利用梯度场提高其准确性;最后,对此模型给出总变分法.对比实验结果显示,文中提出的模型具通用性,并能在不同光照条件下获得准确且连续一致的光流场.

小麦穗部光合速率和颖壳抗氧化酶活性对光辐射强度变化的响应

为了给小麦高光效和高抗逆相结合的高产品种选育提供理论依据,在大田条件下,以黄淮地区3个小麦主栽品种为研究对象,探究了不同小麦品种穗部光合速率和颖壳抗氧化酶活性对一天中光辐射强度变化的响应。结果表明,在不同生育时期,百农4199、矮抗58和周麦18的穗部光合速率(Pn)以及颖壳超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性均随着一天中光辐射强度由弱到强再到弱的变化而呈现先升后降的趋势,颖壳丙二醛(MDA)的含量随着光辐射强度变化呈现先降后升的趋势。从品种比较来看,在抽穗期、开花期、花后10 d、花后20 d的7:30、11:30、13:30和17:30,百农4199的穗部光合速率分别比矮抗58高出15.72%,27.99%,28.01%和62.46%、33.49%,15.09%,20.94%和17.97%、37.90%,21.41%,6.30%和40.11%、9.34%,10.70%,17.27%和19.32%;分别比周麦18高出12.45%,19.74%,25.36%和58.58%、14.89%,3.13%,22.52%和13.48%、40.64%,25.93%,9.70%和10.89%、13.13%,21.47%,28.34%和22.53%。究其原因,百农4199的颖壳在不同时期不同光照条件下其SOD、CAT和APX等抗氧化酶活性高于矮抗58和周麦18,较高的抗氧化酶活性降低了百农4199颖壳的MDA含量,使穗部能充分利用少量的弱光或耗散多余的光能,从而使自己适应不同的光照辐射水平。

植物冠层光照的建模与虚拟现实仿真研究

植物虚拟现实仿真是将植物看作一个器官集合,从功能和几何结构上描述植物体(群落),并利用计算机相关技术进行三维可视化的研究工作。绝大多数的植物生长过程主要由光照驱动,所以植物虚拟现实仿真研究工作中对器官吸收光照的测量十分重要。首先根据光照与植物冠层的作用关系,给出了适用于PAR或UV下植物生长过程模拟中器官截取太阳光线和天空光线的辐亮度公式;通过光线投射和投影方法分析了主光源对植被冠层照射的作用原理;结合Monte Carlo光线追踪方法和辐射度方法总结了植物冠层的光线多重散射描述方法;最后利用虚拟现实建模语言对植物冠层光照及环境进行三维可视化模拟和输出。图6,表3,参25。

天津地区温室条件下光照变化规律研究

通过4-11月内分两茬种植茄子、黄瓜两种作物,记录温室大棚内光照辐射总量,再通过日间、日内光照辐射总量的数据制成图表进行综合对比,分析天津地区温室条件下光照变化规律,结论如下：光照辐射总量随季节变化而变化,平均值也基本随季节变化而变化。日间变化起伏较大,随着光照时间的变化辐射总量随之变化,同时辐射总量会受到日间天气变化影响,光照辐射总量日内变化呈现先增加后减少的趋势,总体来看每日12 h或14 h到达最大值,基本与光照强度变化一致。

4龄多年生混播人工草地冠层光辐射分布特征

在青藏高原青海湖东地区,对栽培4龄(2020年)的青牧1号老芒麦(Elymus sibiricus L.cv.Qingmu No.1)、青海扁茎早熟禾(Poa pratensis var.anceps Gaud.cv.Qinghai)和青海中华羊茅(Festuca Sinensis Keng cv Qinghai)混播草地于开花期对植物群落的冠层上部、穗下部、旗叶下部和基生叶下部的光合有效辐射(PAR)进行测量,分析4龄多年生人工混播草地不同混播处理下不同冠层结构对光照辐射的影响。结果表明,随着冠层结构高度的降低,光照辐射强度也随之降低,同时,不同混播处理下光照辐射变异系数增大。穗下光强最高出现在HB11处理(1151μmol/m/s);旗叶下光照辐射较大是HB9、HB19、HB14、HB3、HB7处理;基生叶下光照辐射强度最高是HB2处理(544.33μmol/m/s);从植物群落冠层顶部到冠层底部,累计光照辐射截获率从17.77%增加到71.78%,累计光照辐射截获率的变异系数从35.22%降至10.85%。穗下累计光照辐射截获率最高是HB21(0.3597)处理;旗叶累计光照辐射截获率在HB17、HB22、HB10、HB1、HB8、HB12、HB8、HB15和HB20处理普遍较高;基生叶下累计光照辐射截获率在HB1、HB10和HB21处理较高。光照辐射绝对截获率在基生叶下最高,为52.32%,其次是旗叶26.21%,最低是穗部17.77%。不同混播处理下,光照辐射绝对截获率的变异系数在旗叶下最高,为44.03%,其次为穗部35.22%,最低为基生叶25.96%。穗下光照辐射绝对截获率最高的是HB21和HB15处理;旗叶下光照辐射绝对截获率最高的是HB10、HB17和HB1处理;基生叶光照辐射绝对截获率最高的是HB1处理(0.7654)。穗、旗叶和基生叶光照辐射滤过率依次降低(0.8223>0.7378>0.4764),群落穗部对光照辐射滤过率最高的混播处理是HB11(0.9433),旗叶光照辐射滤过率最高的是HB9处理(0.9647),基生叶光照辐射滤过率在HB2和HB11处理下最高。

太阳能小屋的设计与优化模型

针对如何合理的在小屋的表面铺设不同型号的太阳能光伏电池,使得在若干年后小屋产生的经济效益最大问题,建立了一个太阳能小屋的设计与优化模型,并计算出小屋光伏电池35年寿命期内的发电总量、经济效益及投资的回收年限。

基于建筑光伏功率控制的模型研究

随着光伏发电技术的迅速发展,建筑光伏的应用成为了研究热点之一。基于建筑光伏发电的特点,首先根据光照的辐射理论建立光照辐射接收模型,以获得电池板在不同位置、不同朝向所接收的总辐射值。其次根据得到的光照辐射作为输入建立了光伏发电工程应用模型。最后给出光伏功率控制策略,并建立了含有功、无功功率控制模式的光伏发电模型。

太阳能光伏发电系统效率提升的研究

光伏发电系统总体利用率低是目前太阳能新能源技术大规模推广应用的瓶颈。文章阐述提升光伏发电系统发电效率的3种方法——提高光电转换效率、增强光照辐射强度和采用最大功率点跟踪(MPPT)算法,以便促进光伏发电系统的推广应用。

全程机械化条件下玉米和小麦播期对周年光能利用特性的影响

通过播期调整、栽培管理优化等措施实现玉米-小麦两熟系统的周年高产,实施玉米-小麦两熟系统周年光能利用效率的量化试验,旨在阐明玉米和小麦播期对周年光能利用特性的影响,明确玉米-小麦系统实现周年高产的各项光能利用指标。2018—2020年,选取黄淮地区大面积种植的小麦和玉米品种作为试验材料,玉米试验采用播期、氮肥和密度的裂-裂区试验设计;小麦试验采用播期、栽培模式和品种的裂-裂区试验设计,两季试验均在同一田块全程机械化条件下进行。玉米播期分别设置6月10日、6月17日、6月24日,小麦播期分别设置10月10日、10月17日、10月24日。计算光照辐射拦截量和光能转化效率,选取玉米和小麦每个播期中产量最高的处理进行组合,综合分析高产条件下播期对玉米-小麦两熟系统周年光能利用特性的影响。玉米试验中,播期通过影响光照辐射而影响干物质和产量的转化效率,进而影响玉米的物质生产和产量形成。小麦试验中,小麦播期显著影响产量,但与光能利用特性指标变化趋势不一致;小麦产量的提高主要与入射光照辐射籽粒生产效率密切相关。在9个玉米-小麦两熟系统播期组合中,有3个组合的周年产量均约25.0 t/hm^2,且均包括玉米的第一个播期;较高的周年光照辐射拦截量促进了较高的干物质积累量是玉米-小麦两熟系统完成周年高产的重要因素。玉米-小麦周年产量达到25.0 t/hm^2时,主要周年光温利用指标如下:周年光照拦截量> 3 361 MJ/m^2,干物质/入射光照辐射> 0.63 g/MJ,干物质/拦截光照辐射> 1.20 g/MJ,产量/入射光照辐射> 0.33 g/MJ,产量/拦截光照辐射> 0.62 g/MJ。玉米和小麦系统周年高产与高物质生产密切相关;光照辐射对干物质和产量转化效率的显著提高,是玉米和小麦系统高物质生产的重要生理机制。调整玉米播/收期和优化栽培模式,选择适宜早播和长生育期的品种,增加玉米生长季的光热资源,可进一步提高玉米-小麦周年产量和光能利用效率。

日光温室主动采光对不同种植密度番茄光合特性的影响

【目的】研究日光温室在主动采光与普通采光条件下,对其环境以及番茄叶片光合特性的影响。【方法】在主动采光与普通采光的2种日光温室内,设计4、6、8株/m^23种不同的番茄种植密度处理,连续3 d(晴天的条件)测得日光温室环境与番茄叶片光合作用的相关数据。【结果】主动采光日光温室环境温湿度、光照辐射方面优于非主动采光日光温室,主动采光日光温室的光照辐射均值较普通采光日光温室在3 d内分别高出了4.39%、5.85%、5.67%;两栋日光温室番茄的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率呈现随着密度的增加而减弱的现象,胞间CO2浓度则相反;就不同采光日光温室而言,主动采光日光温室番茄的光合特性较普通采光日光温室高。【结论】日光温室主动采光在环境以及番茄光合特性方面均优越于普通采光日光温室。

基于计算机虚拟技术的室内色彩设计研究

针对传统室内色彩设计忽略了光照渲染,导致设计效果真实感不强的弊端,提出一种新的基于计算机虚拟技术的室内色彩设计方法。确定室内各物体外形轮廓与调理特征,确定关键二维坐标点,采用计算机对其进行标定,将二维坐标变成三维坐标,实现室内场景的三维建模。通过截面环形调和法对室内色彩进行设计。在此基础上,通过辐射方法求出室内设计场景中各像素点的光照辐射亮度,对室内场景光照进行渲染,实现室内色彩设计均匀亮度面光源的照明。实验结果表明,采用所提方法得到的室内色彩设计结果真实感强,质量高。

基于光照和帧间预测的空间图像曝光控制算法

为了解决空间图像中因曝光控制不理想产生的曝光过度和拖尾问题,提出了一种基于光照变化和灵活块划分的空间图像曝光控制算法。该方法考虑大气吸收对光照辐射衰减的影响,得出了光照强度与CCD相机曝光时间的关系,推导出相应的空间图像成像模型;对前一幅图像进行分块,分别比较当前块和周围相邻块的灰度均值,判断两者是否进行合并,如果灰度均值差大于阈值,则两块不合并,否则合并。根据块合并后的划分程度预测当前图像的曝光时间。实验结果表明,经过对曝光时间的准确控制,拍摄的天文图像的信噪比(SNR)最高能够提高2.49 dB。有效地解决了空间图像中曝光过度和拖尾问题,并实现了曝光时间的自适应调节。

利用陶瓷废料的沥青混合料路用性能及隔热性能

将陶瓷集料等体积替代SMA-13的粗集料（替代率分别为10％，20％，30％，40％和50％）制备陶瓷沥青混凝土；研究不同陶瓷集料掺量下的沥青混合料的路用性能，其中包括马歇尔试验研究，高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能研究，并与SMA-13沥青混合料进行对比；通过室内光照辐射试验测试了陶瓷沥青混合料的降温隔热效果。结果表明，陶瓷集料的掺量不宜超过40％；陶瓷沥青混合料有较好的隔热效果，能有效降低路面结构内部的温度，相对于SMA-13降温效果提高了140％～360％。

西藏箭竹与紫竹的光合特性比较

以多年生西藏箭竹(Fargesia setosa)、紫竹(Phyllostachys nigra)为试材,运用Li-6400光合测定仪对其光合参数和光响应进行测定分析,并通过差异性分析及生理因子的相关性分析进一步探讨2个竹种之间的生理差异,以期为2种类型竹种的栽培和经营管理提供参考依据。结果表明:2个竹种净光合速率(Pn)差异显著,西藏箭竹净光合速率(Pmax=11.381μmol·m-2·s-1)显著大于紫竹的净光合速率(Pmax=3.451μmol·m-2·s-1),西藏箭竹净光合速率Pn随光照有效辐射的增加呈增加趋势,紫竹呈先增加后降低趋势;西藏箭竹气孔导度(Gs)随光照有效辐射的增加呈增加趋势,紫竹呈先增加后降低趋势;西藏箭竹和紫竹胞间CO2浓度(Ci)随光照有效辐射的增加均呈显著降低趋势;西藏箭竹蒸腾速率随光照有效辐射的增加呈增加趋势,紫竹呈先增加后降低趋势。相关性分析中,西藏箭竹与紫竹的净光合速率均与胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)呈显著相关,而西藏箭竹的净光合速率(Pn)还同时受到水分利用效率(WUE)的影响。总体来说,西藏箭竹与紫竹相关光合生理特性随光照有效辐射的变化存在较明显的差异,西藏箭竹潜在光合能力明显优于紫竹,即西藏箭竹光合积累能力优于紫竹;西藏箭竹较紫竹更加适应强光辐射生境,即西藏箭竹适合阳坡生境,紫竹适合阴坡和半阴坡生境。该研究为西藏林芝地区及原产地城市园林绿化建设中对竹种生境的选择和栽培管理提供参考。