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Richards方程数值求解方法的研究进展、挑战与未来展望
1
作者 杨思琪 李小纲 +2 位作者 梅力方 乔潘诗霈 马轶 《节水灌溉》 北大核心 2026年第1期41-53,62,共14页
非饱和多孔介质中的水分运移是水文学、农业及环境工程等多个学科关注的重点议题。Richards方程作为描述这一现象的关键数学方程,对于深入理解土壤水分运动具有重大意义。该方程存在3种不同的表达形式,并通过土壤本构关系揭示了相关变... 非饱和多孔介质中的水分运移是水文学、农业及环境工程等多个学科关注的重点议题。Richards方程作为描述这一现象的关键数学方程,对于深入理解土壤水分运动具有重大意义。该方程存在3种不同的表达形式,并通过土壤本构关系揭示了相关变量的非线性联系。数值方法作为求解Richards方程的核心手段,历经数十年的发展,在求解该方程方面取得了显著进展。为深化对该领域的基础认识并推动相关研究,系统回顾了Richards方程的发展历程,并着重阐述了求解该方程时所采用的空间离散方法、时间离散方法、迭代方法,以及现有求解的模型和代码。此外,还总结了当前求解Richards方程所面临的主要问题与挑战,并对未来的研究方向及实际应用前景予以探讨和展望,旨在推动该领域进一步发展。 展开更多
关键词 RICHARDS方程 高精度 离散化 迭代 数值求解
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水稻产量预测中的数学方法与应用
2
作者 孙梦皎 《北方水稻》 2026年第2期14-19,共6页
针对现有方法在分维特征量化上的局限性,提出融合差分计盒维数法与主成分分析的水稻产量预测方法。通过差分计盒维数法将穗头灰度图像转化为三维曲面,量化纹理复杂度,解决传统计盒维数忽略灰度变化的缺陷。结合主成分分析对多生长指标降... 针对现有方法在分维特征量化上的局限性,提出融合差分计盒维数法与主成分分析的水稻产量预测方法。通过差分计盒维数法将穗头灰度图像转化为三维曲面,量化纹理复杂度,解决传统计盒维数忽略灰度变化的缺陷。结合主成分分析对多生长指标降维,利用雅可比方法(Jacobi)数值计算相关系数矩阵的特征值,提取有效穗数等关键特征,以此预测水稻产量。实验以武育粳2号为对象,结果表明:该方法预测有效穗数最大值为3.5个/株、最小值为0.015个/株,产量预测峰值达6650 kg/hm2,与实际相符,为复杂环境下的精准产量预测提供了新思路。 展开更多
关键词 水稻产量预测 差分计盒维数 主成分分析 穗头分维 纹理特征
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葫芦岛市现代种业发展对策研究 被引量：1
3
作者 贾可 王志丹 《园艺与种苗》 2025年第2期97-99,102,共4页
通过对“十四五”以来葫芦岛市现代种业取得的主要成效进行全面阐述,深刻剖析葫芦岛市现代种业发展过程中存在的主要问题,并从建立完善种质资源保护利用体系、推动种业科技协同创新、扶持种业企业发展壮大、建设区域特色种业基地、健全... 通过对“十四五”以来葫芦岛市现代种业取得的主要成效进行全面阐述,深刻剖析葫芦岛市现代种业发展过程中存在的主要问题,并从建立完善种质资源保护利用体系、推动种业科技协同创新、扶持种业企业发展壮大、建设区域特色种业基地、健全完善种业市场监管体系等方面提出促进葫芦岛市现代种业发展的政策建议。 展开更多
关键词 葫芦岛 现代种业 产业发展 政策建议
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计算顺序影响农作物测产与增长率计算结果的差异机制分析——基于代数推导与统计验证
4
作者 李卫华 郑磊 《中南农业科技》 2026年第1期87-91,共5页
【目的】探究计算顺序对作物理论测产和增长率计算结果的影响,为农业科研中数据处理的规范化提供理论依据。【方法】采用代数推导与统计分析方法,对比先计算各样本目标值再取平均(方法一)和先对构成因素数据取平均再计算目标值(方法二)... 【目的】探究计算顺序对作物理论测产和增长率计算结果的影响,为农业科研中数据处理的规范化提供理论依据。【方法】采用代数推导与统计分析方法,对比先计算各样本目标值再取平均(方法一)和先对构成因素数据取平均再计算目标值(方法二)2种核心计算顺序的差异机制。【结果】2个产量构成因素(X、Y)时,2种算法的理论产量差异等于X与Y的协方差;3个产量构成因素(X、Y、Z)时,差异为X与Y的协方差乘以Z的平均数,加上XY乘积与Z的协方差;增长率计算(X为处理、Y为对照)时,差异等于负的X/Y与Y的协方差乘以Y平均数的倒数。【结论】2种算法的结果差异均存在相等、方法一大于方法二、方法一小于方法二3种表现形式。 展开更多
关键词 计算顺序 作物理论测产 增长率 协方差 数据处理 农业科研
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基于SA3D的草莓三维模型库构建技术研究
5
作者 黄志航 陈义明 +2 位作者 李鹏宇 杨娴雯 孔得溦 《农业与技术》 2026年第1期71-76,共6页
针对农业场景中草莓因枝叶遮挡、簇生分布及果面反光导致稀疏观测下难以三维重建的问题,本研究基于SA3D(Segment Anything in 3D)框架,在实验室条件下验证了自动化构建高保真草莓三维模型库的可行性。该方法融合DVGO与SAM,利用DVGO从14... 针对农业场景中草莓因枝叶遮挡、簇生分布及果面反光导致稀疏观测下难以三维重建的问题,本研究基于SA3D(Segment Anything in 3D)框架,在实验室条件下验证了自动化构建高保真草莓三维模型库的可行性。该方法融合DVGO与SAM,利用DVGO从144张多视角图像中重建保留种子、果蒂等亚毫米细节的三维几何;结合SAM仅需1~2个提示点生成2D掩码,通过Mask逆渲染与跨视角自提示机制实现无标注的三维果实分割。为提升实用性,开发了基于Dash的交互式系统,集成图像上传、位姿估计、重建与分割全流程,支持非专业用户高效建模。实验表明,该方法平均PSNR达20.83 dB(较NeRF提升1.12 dB),IoU均值为0.803,显著增强遮挡与反光区域的重建鲁棒性。所构建的标准化点云库可为表型测量提供基准,并作为几何与语义先验支撑田间稀疏视角重建,服务于智能采摘系统的视觉感知。 展开更多
关键词 草莓 三维建模 DVGO SAM SA3D
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基于数据增强的英语翻译研究——以水稻种植术语为例
6
作者 彭聚凯 《北方水稻》 2026年第1期96-99,104,共5页
针对水稻种植术语翻译中跨用户语义偏差显著、专业逻辑适配性不足的问题,研究构建协同术语对抗增强翻译模型。其融合动态数据增强与术语感知机制,优化多场景术语映射精度与跨语言表达一致性。实验结果表明,该模型显著降低水稻术语误译率... 针对水稻种植术语翻译中跨用户语义偏差显著、专业逻辑适配性不足的问题,研究构建协同术语对抗增强翻译模型。其融合动态数据增强与术语感知机制,优化多场景术语映射精度与跨语言表达一致性。实验结果表明,该模型显著降低水稻术语误译率(69.4%→2.9%,p<0.001),其中直译错误降幅达98.6%(Δ-39.3%),泛化类错误压缩至1.7%(Δ-27.6%)。在跨职业用户测试中,非翻译人员与无农业背景人员的术语识别准确率分别提升至91.3%(Δ+62.6%)与80.8%(Δ+68.4%),且翻译效率较传统系统提升4.1倍,响应时间缩短至2.3小时(Δ-87.2%)。此外,模型对长文本的翻译速度标准差从12.7分钟降至2.4分钟。综上所述,STAAM模型可为水稻种植技术的国际传播、跨语言知识共享及“一带一路”农科合作提供高效术语翻译解决方案。 展开更多
关键词 水稻 术语翻译 数据增强 TRANSFORMER GAN
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东北三省粮食生产影响因素的关联分析 被引量：4
7
作者 于晓秋 王玉倩 +1 位作者 吴紫薇 齐文莉 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期254-261,共8页
东北三省是我国重要的粮食生产基地,研究东北三省粮食生产的主要影响因素具有重要的意义。为此,基于2007—2021年东北三省的面板数据,运用灰色关联理论对影响东北三省粮食生产的影响因素进行关联分析,量化粮食总产量与主要影响因素的关... 东北三省是我国重要的粮食生产基地,研究东北三省粮食生产的主要影响因素具有重要的意义。为此,基于2007—2021年东北三省的面板数据,运用灰色关联理论对影响东北三省粮食生产的影响因素进行关联分析,量化粮食总产量与主要影响因素的关联度。同时,从土地利用水平、农业现代化水平、经济条件3个方面选取8个指标进行关联分析,研究东北三省粮食生产的主要影响因素。结果显示:不同省份粮食生产的主要影响因素不同,土地利用水平和农业现代化水平对东北三省粮食生产影响较大。最后,为东北三省提高粮食产量提供了政策建议。 展开更多
关键词 粮食生产 影响因素 关联分析 东北三省
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基于模糊数学隶属函数法的免整枝小果型西瓜品种综合评价 被引量：1
8
作者 王永朝 许丽婷 +2 位作者 朱雪荣 张乐 王敏鸽 《安徽农业科学》 2025年第13期28-31,共4页
为筛选适合陕西渭南市免整枝栽培技术管理的小果型西瓜品种,对10个小果型西瓜品种的果实性状、产量和品质指标进行测定,分析各项指标间的相关性,采用隶属函数法对参试品种进行评价。结果表明,在定植9750株/hm^(2)且免整枝条件下参试西... 为筛选适合陕西渭南市免整枝栽培技术管理的小果型西瓜品种,对10个小果型西瓜品种的果实性状、产量和品质指标进行测定,分析各项指标间的相关性,采用隶属函数法对参试品种进行评价。结果表明,在定植9750株/hm^(2)且免整枝条件下参试西瓜品种中意1号的产量为45819.6 kg/hm^(2),中心可溶性固形物和边部可溶性固形物含量分别为12.00%、10.67%;全美2K的中心可溶性固形物和边部可溶性固形物含量最大,分别为12.8%、11.93%;京阑的单果重最大,为2.65 kg。10个参试西瓜品种生产性能指标综合排序由高到低依次为中意1号、京阑、全美2K、L600、京美2K、超越梦想、小兰、早春红玉、农大蜜3号、超小兰。根据隶属函数值并结合各项指标判断,中意1号、京阑、全美2K表现较好,适合在渭南及相似栽培区域内推广免整枝简约化栽培模式。 展开更多
关键词 隶属函数 免整枝 小果型 西瓜
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非对称养分效应模型参数估计的一种优化回归组合法
9
作者 王福林 王吉权 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期10-13,共4页
在现有文献研究的基础上,对非对称养分效应模型参数估计问题又作了进一步探讨,指出了现有文献给出的参数估计方法存在的局限性和不足。在此基础上,研究提出了一种新的参数估计方法——优化回归组合法,该方法不仅克服了现有文献给出的参... 在现有文献研究的基础上,对非对称养分效应模型参数估计问题又作了进一步探讨,指出了现有文献给出的参数估计方法存在的局限性和不足。在此基础上,研究提出了一种新的参数估计方法——优化回归组合法,该方法不仅克服了现有文献给出的参数估计方法之不足,而且经示例计算表明,该方法具有较高的拟合精度。 展开更多
关键词 养分效应 模型 参数估计 优化回归组合法
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基于内蒙古黄河南岸灌区的土壤质量评价卡制定研究 被引量：2
10
作者 周文涛 潘岳 +6 位作者 徐圣贤 张淇 朱金籴 佟长福 王贵平 杨智 李品芳 《中国农业大学学报》 北大核心 2025年第4期206-216,共11页
为进一步将土壤质量评价结果应用于生产实践,以干旱半干旱区重要的农业生产地内蒙古黄河南岸灌区为研究区域,采集并测定了该地区67个土壤样品的11项理化指标,基于最优的方法组合计算土壤质量指数,并结合障碍因素诊断模型和克里金空间插... 为进一步将土壤质量评价结果应用于生产实践,以干旱半干旱区重要的农业生产地内蒙古黄河南岸灌区为研究区域,采集并测定了该地区67个土壤样品的11项理化指标,基于最优的方法组合计算土壤质量指数,并结合障碍因素诊断模型和克里金空间插值法进行综合评价,为制定该地区土壤质量评价卡提供关键要素信息。结果表明:研究区整体的土壤质量指数在0.25~0.71,平均值为0.47,速效磷和速效钾的含量较高,有机质含量较低。土壤含水量和孔隙度是限制土壤质量的主要障碍因素,障碍度分别为0.173和0.160;土壤质量在空间上呈东部和南部高,中部和北部低的趋势,这与土壤含水量在东西方向和孔隙度在南北方向上的分布规律有关;基于综合评价结果制定土壤质量评价卡,其中包含了5项化学指标和2项物理指标,在呈现形式上创新性地融入了区域评价指标的分级标准和土壤质量的空间分布图,并提供了计算不同指标数据集土壤质量指数的方法。土壤质量调查人员能够根据卡片的信息结合评价指标的测定结果进行填写,并最终给使用者提供直观的土壤质量信息。土壤质量评价卡的制定是科学研究结果与实际生产实践紧密结合的有效探索,将为区域土壤质量的保护利用与农业种植管理提供关键依据。 展开更多
关键词 土壤质量评价卡 土壤质量指数 障碍度 空间分布 黄河南岸灌区
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作物高产群体LAI动态模拟模型的建立与检验 被引量：93
11
作者 张宾 赵明 +3 位作者 董志强 李建国 陈传永 孙锐 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期612-619,共8页
针对目前已有群体叶面积指数(LAI)模拟模型形式多样、参数较多以及应用性不强等问题,对春玉米、水稻和冬小麦的LAI及出苗至成熟天数进行归一化处理,分别将最大LAI和出苗至成熟天数定为1,以相对LAI(0～1)和相对时间(0～1)为参数进行LAI... 针对目前已有群体叶面积指数(LAI)模拟模型形式多样、参数较多以及应用性不强等问题,对春玉米、水稻和冬小麦的LAI及出苗至成熟天数进行归一化处理,分别将最大LAI和出苗至成熟天数定为1,以相对LAI(0～1)和相对时间(0～1)为参数进行LAI动态模拟,筛选、建立了一个适用于这3种作物的相对化LAI动态模拟模型y=(a+bx)/(1+cx+dx2)。其中,春玉米y=(0.0134+0.3234x)/(1-2.774x+2.4178x2),r=0.9859**;水稻y=(0.0777+0.0205x)/(1-2.73744x+2.0484x2),r=0.9865**;冬小麦y=(0.0131+0.0035x)/(1-2.4515x+1.5273x2),r=0.9719**。利用该模型,自拔节期起就能够较准确地进行LAI的动态预测,其在春玉米、水稻和冬小麦上的准确度(以k表示)分别为1.050、1.0357和1.1168,精确度(以R2表示)分别为0.8728、0.9270和0.9254。3种作物整个生育期内模型的模拟值与测量值的精确度均在0.98以上,准确度达0.86以上,表明相对化LAI动态模型能够准确地反映作物群体动态变化。模型不仅可以计算出作物生育期间的平均LAI、总光合势,还能计算任一时刻的LAI以及任一时段的光合势;结合田间调查,还可得到作物生长期间的平均净同化率和平均作物生长率等产量相关的重要生理参数。根据作物群体中各光合生理参数与产量的关系,提出了3种作物进一步增产的可能途径。 展开更多
关键词 高产 作物 相对叶面积指数 模型
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基于AMMI模型的品种稳定性分析 被引量：228
12
作者 张泽 鲁成 向仲怀 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第3期304-309,共6页
AMMI模型发展了分析基因型与环境互作的统计方法,但缺乏度量品种稳定性的定量指标。本文提出一个度量品种稳定性的新参数D_i。实例分析表明,D_i与生态价方法和稳定性方差法的分析结果有很好的一致性。讨论了AMMI模型在分析品种稳定性方... AMMI模型发展了分析基因型与环境互作的统计方法,但缺乏度量品种稳定性的定量指标。本文提出一个度量品种稳定性的新参数D_i。实例分析表明,D_i与生态价方法和稳定性方差法的分析结果有很好的一致性。讨论了AMMI模型在分析品种稳定性方面的意义以及应用新参数时应注意的问题。 展开更多
关键词 AMMI模型 基因型 环境 互作 稳定性 育种
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基于Logit模型的世界主要作物播种面积变化模拟 被引量：26
13
作者 吴文斌 杨鹏 +3 位作者 谈国新 邹金秋 柴崎亮介 唐华俊 《地理学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期589-598,共10页
农作物播种面积动态变化因其重要性已经引起了国内外学者的广泛关注。从“人—地关系”中人的角度出发,利用多元Logit模型初步建立了全球尺度的农作物播种面积变化模拟系统,分析研究了未来30年内世界主要农作物播种面积变化的数量特征... 农作物播种面积动态变化因其重要性已经引起了国内外学者的广泛关注。从“人—地关系”中人的角度出发,利用多元Logit模型初步建立了全球尺度的农作物播种面积变化模拟系统,分析研究了未来30年内世界主要农作物播种面积变化的数量特征和空间格局。模型建立思路是:作物播种面积变化是农户作物选择行为的直接结果,而选择何种作物进行播种是由作物效用决定的。因此,利用离散选择理论,选择影响作物效用大小的主要解释变量建立效用函数,动态模拟农户作物选择行为,并得到这种选择行为所带来的农作物播种面积变化的时空特征。模型建立后,利用联合国粮农组织(FAO)2001-2003年统计数据和2001年MODIS全球土地覆盖数据产品对模型结果进行验证,结果表明模型运行可靠,和实际状况吻合较好,可以应用于未来情景模拟分析。其后,以5年为步长,模型对世界四大作物(水稻、玉米、小麦和大豆)在2005-2035年间的播种面积动态变化进行了模拟,从全球作物总播种面积变化差异、四大作物播种面积变化的区域差异和不同区域内四大作物播种面积变化差异等方面进行了分析研究,结果表明:不同作物播种面积变化的数量特征和空间格局是不相同的。虽然目前模型还存在一些不确定性,但仍然能够在一定程度上为理解现在和未来农业土地利用的复杂动态变化提供帮助,模拟结果可为有关部门提供决策支持和信息服务。 展开更多
关键词 作物播种面积 动态变化 模拟 LOGIT模型 作物选择 世界
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关于数字农业的基本构想 被引量：67
14
作者 唐世浩 朱启疆 +2 位作者 闫广建 周晓东 吴门新 《农业现代化研究》 CSCD 北大核心 2002年第3期183-187,共5页
在对现代农业基本特点分析的基础上 ,提出了“数字农业”的概念 ,并给出了数字农业的基本架构 ,分析了数字农业与精细农业、数字地球、信息农业、虚拟农业之间的关系。提出精细农业应该是以数字农业为基础 ,以高投入产出比为目的的农业 ... 在对现代农业基本特点分析的基础上 ,提出了“数字农业”的概念 ,并给出了数字农业的基本架构 ,分析了数字农业与精细农业、数字地球、信息农业、虚拟农业之间的关系。提出精细农业应该是以数字农业为基础 ,以高投入产出比为目的的农业 ,数字农业是精细农业发展的必由之路。数字农业是在数字地球的大背景下产生的 ,是数字地球的重要组成部分 ,依赖并受益于数字地球建设。数字农业概念的提出 ,有利于理顺目前数字地球、精细农业、信息农业等概念之间的关系 ,明确当前我国农业发展的具体目标 ,从而合理安排我国农业发展规划 ,避免资源浪费。数字农业的实施将使农业生产精细化、远程化、虚拟化、自动化成为可能 ,从而极大地解放生产力 。 展开更多
关键词 数字农业 精细农业 信息农业 数字地球
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几种月平均潜在蒸散发估算方法非线性效应的分析 被引量：1
15
作者 王曼靖 曾新民 +2 位作者 刘思洁 王宁 Irfan Ullah 《节水灌溉》 北大核心 2025年第4期103-109,117,共8页
为探究月平均潜在蒸散发(ET_(p))估算方法的非线性对计算结果的影响,对常用的7种估算方法进行非线性研究,即以使用日尺度气象数据计算的ET_(p)为标准,分析使用月尺度数据所产生偏差的时空特征。结果表明:Hargreaves法在7月产生最大绝对... 为探究月平均潜在蒸散发(ET_(p))估算方法的非线性对计算结果的影响,对常用的7种估算方法进行非线性研究,即以使用日尺度气象数据计算的ET_(p)为标准,分析使用月尺度数据所产生偏差的时空特征。结果表明:Hargreaves法在7月产生最大绝对偏差ΔET_(p)为0.89 mm/d(相对偏差RE为7.78%),Blaney-Criddle法在7月产生最小ΔET_(p)为-0.51 mm/d(RE为-10.58%);Penman-Monteith法、Hargreaves法和Makkink法在春、夏易高估ET_(p),在秋、冬易低估;Hargreaves法和Priestley-Taylor法的年ΔET_(p)较大。11个温度带代表站点中,大多方法在敦煌站的ΔET_(p)最大。影响Hargreaves法、Priestley-Taylor法、Blaney-Criddle法ΔET_(p)的主要因子分别为最高温度、日照时数和平均温度、风速和最小相对湿度。研究表明,在计算ET_(p)时,直接使用月尺度气象数据进行估算会产生较大偏差,必须适当考虑估算方法的非线性导致的时空特征影响。 展开更多
关键词 潜在蒸散发 估算方法 非线性效应 日尺度 月尺度 偏差 时空特征
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作物产量“三合结构”定量表达及高产分析 被引量：71
16
作者 张宾 赵明 +2 位作者 董志强 陈传永 孙锐 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1674-1681,共8页
针对目前作物产量水平长期徘徊难以突破,产量分析理论缺乏量化指标体系,可操作性指导作用小等问题,依据"三合结构"模式二级结构层各因素间的关系,建立了"三合结构"定量表达式,并通过田间试验与模型模拟相结合的方法... 针对目前作物产量水平长期徘徊难以突破,产量分析理论缺乏量化指标体系,可操作性指导作用小等问题,依据"三合结构"模式二级结构层各因素间的关系,建立了"三合结构"定量表达式,并通过田间试验与模型模拟相结合的方法,对春玉米、夏玉米、水稻和冬小麦高产实例进行定量化分析,明确了限制产量进一步提高的关键因素,提出了高产突破的可能方向。结果表明,提高叶片平均净同化率(MNAR),改善群体的物质生产能力,是水稻产量进一步提升的关键;适当提高平均叶面积指数(MLAI)或经济系数(HI)可能会进一步增加冬小麦产量;春玉米籽粒产量主要伴随着MLAI和单位面积穗数(EN)的增加而提高,其实质是平均作物生长率(MCGR)的提高增加了单位面积上总粒数(TGN)。进一步研究确定了"三合结构"定量表达式参数间的函数关系式,通过公式代换可推导出某一参数与目标参数的函数关系。作物产量"三合结构"定量表达式的建立为作物群体定量化研究提供了新的思路和方法,有助于全面掌握群体参数变化与产量形成的定量关系,为指导作物生产进行有效的技术调控提供依据。 展开更多
关键词 作物 产量分析 定量表达
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基于植被指数的作物产量监测方法研究 被引量：27
17
作者 焦险峰 杨邦杰 +1 位作者 裴志远 王飞 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期104-108,共5页
在作物收获以前进行大范围的作物长势评价与作物产量估测,对粮食供需平衡、贸易、农业政策制定非常重要。该文收集了1984年到2002年的NOAA卫星和农业统计资料,计算耕地范围的植被状态指数VCI、温度状态指数TCI和植被生长状态指数VHI,分... 在作物收获以前进行大范围的作物长势评价与作物产量估测,对粮食供需平衡、贸易、农业政策制定非常重要。该文收集了1984年到2002年的NOAA卫星和农业统计资料,计算耕地范围的植被状态指数VCI、温度状态指数TCI和植被生长状态指数VHI,分析了遥感植被指数与作物产量间的相关关系,分别建立了基于植被指数的线性回归模型和非线性回归模型。结果表明,遥感植被指数与作物产量间存在较好的相关性,其非线性回归模型在拟合精度上高于线性回归模型。研究目的是利用卫星资料得出应用于监测作物长势的植被指数,建立作物产量监测模型,应用于农作物遥感监测业务化运行系统。 展开更多
关键词 区域作物产量预测 非线性回归模型 归一化植被指数 植被状态指数 温度状态指数 中国 遥感模型
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基于空间连续性聚类算法的精准农业管理分区研究 被引量：29
18
作者 李翔 潘瑜春 +4 位作者 赵春江 王纪华 鲍艳松 刘良云 王锦地 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期78-82,共5页
该研究在K均值算法KM的基础上,根据空间单元位置的相互依赖关系,提出了一种新的空间连续性聚类算法SCKM。以北京精准农业示范基地获取的OMIS图像为数据源,选用K均值算法、等间隔法、分位数法、自然断点法等传统分区方法和SCKM算法,对肥... 该研究在K均值算法KM的基础上,根据空间单元位置的相互依赖关系,提出了一种新的空间连续性聚类算法SCKM。以北京精准农业示范基地获取的OMIS图像为数据源,选用K均值算法、等间隔法、分位数法、自然断点法等传统分区方法和SCKM算法,对肥水需求关键时期的小麦的长势差异进行了管理分区提取研究,并引入了权重方差和聚集度两种分区效果评价指标,对分区结果进行了比较和评价。结果表明SCKM算法与传统分区方法分区结果相比,区内方差差异不显著;而空间聚集度远好于后者,利用SCKM法分区能够有效地去除大量的孤立单元或碎片。 展开更多
关键词 精准农业 管理分区 SCKM算法 评价指标
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基于机器学习算法预测香蕉产量 被引量：1
19
作者 黄思豪 王丽霞 +4 位作者 刘永霞 姜成君 宋可欣 赵艳 何应对 《热带生物学报》 2025年第1期21-30,共10页
基于机器学习算法对皇帝蕉产量进行预测,明确最优预测模型及产量影响因素,为海南省澄迈县皇帝蕉的养分综合管理及产量预测等提供技术支撑。结合相关性分析和逐步回归分析法对输入变量进行筛选,然后采用随机森林(RF)、支持向量机(SVM)、... 基于机器学习算法对皇帝蕉产量进行预测,明确最优预测模型及产量影响因素,为海南省澄迈县皇帝蕉的养分综合管理及产量预测等提供技术支撑。结合相关性分析和逐步回归分析法对输入变量进行筛选,然后采用随机森林(RF)、支持向量机(SVM)、K近邻(KNN)和人工神经网络(ANN)4种机器学习算法建立皇帝蕉产量预测模型,利用Shapley加法解释(SHAP)法解释模型,揭示影响皇帝蕉产量的主导因素,并量化分析其对产量的影响。结果表明:ANN模型预测性能最佳,R^(2)为0.98,RMSE和MAE分别为0.16和0.10kg·株^(-1),预测值基本无偏差。ANN模型在100样本数据量左右下误差已得到收敛,更小的成本也能获得优良预测效果。虽然SVM模型预测性能只是稍差于ANN模型,但其有欠拟合风险。KNN和RF模型预测性能欠佳,有过拟合问题,且在当前样本量下误差还没收敛。SHAP法对ANN模型预测结果解释是:速效钾、碱解氮、交换性钙、交换性镁是影响皇帝蕉产量的主导因素,当蕉园速效钾含量大于100mg·kg^(-1),碱解氮含量大于100mg·kg^(-1),交换性钙含量大于600mg·kg^(-1),交换性镁含量大于60mg·kg^(-1)时对皇帝蕉产量起促进作用。在土壤交换性钙、镁缺乏时,增加土壤有效锰、有效锌的含量可能会缓解蕉园缺素胁迫。 展开更多
关键词 香蕉 土壤养分 产量预测 机器学习 SHAP
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改进鲸鱼算法构建反向传播神经网络粮食产量预测模型及效果分析 被引量：1
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作者 赵晶晶 陈岩 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第7期2748-2759,共12页
为了给农业及其相关部门制定粮食策略提供理论依据,提出一种基于改进鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm,IWOA)的反向传播(back propagation,BP)神经网络混合算法(IWOA-BP)。该混合算法先通过引入改进收敛因子、非线... 为了给农业及其相关部门制定粮食策略提供理论依据,提出一种基于改进鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm,IWOA)的反向传播(back propagation,BP)神经网络混合算法(IWOA-BP)。该混合算法先通过引入改进收敛因子、非线性惯性权重和最优邻域扰动策略改进鲸鱼优化算法,再将其最优解赋值给BP神经网络的权值和阈值,最终提高IWOA-BP的收敛速度和收敛精度。选取全国近45年粮食总产量和7种影响因素(有效灌溉面积、化肥施用量、农村用电量、农业机械总动力、粮食作物播种面积、受灾面积和农村人均消费支出)作为数据集,构建基于改进鲸鱼算法的反向传播神经网络粮食产量预测模型。多次实验表明,IWOA-BP模型在测试集上的表现均优于其他预测模型,包括长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)预测模型、极限学习机(extreme learning machine,ELM)预测模型、基于鲸鱼优化算法的BP神经网络(WOA-BP)预测模型以及基于粒子群算法的BP神经网络(PSO-BP)预测模型。IWOA-BP模型和ELM模型相比,前者的均方根误差(root mean square error,RMSE)、平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)分别降低了77.12%、88.18%;和LSTM模型相比,前者的RMSE、MAPE分别降低了69.11%、47.36%;和WOA-BP模型相比,前者的平均绝对误差(mean absolute error,MAE)、RMSE和MAPE分别降低了43.78%、43.22%、45.96%。和PSO-BP模型相比,前者的MAE、RMSE、MAPE分别降低了89.67%、90.61%、90.82%。因此IWOA-BP预测模型的决定系数更高、预测误差更小且收敛速度更快,可有效地预测粮食产量,对于农业部门和相关政策制定者来说具有重要的技术参考价值。 展开更多
关键词 粮食产量 反向传播神经网络 鲸鱼优化算法 非线性惯性权重 随机扰动策略
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