摘要：以水稻障碍型冷害为例,提出一种突破数据限制并兼顾承灾体反应机理的新方法,构建农业气象灾害脆弱性曲线。基于1990-2010年气象数据设计水稻抽穗开花期的障碍型冷害情景,通过MCWLA-Rice作物模型和机器学习混合建模法计算对应的水稻单产损失,最终建立不同水稻主产区的障碍型冷害脆弱性曲线,并对1961-2010年水稻障碍型冷害单产损失快速评估。结果表明:(1)机器学习可有效重现作物模型模拟精度(RRMSE0.93)。(2)水稻障碍型冷害脆弱性具有明显的空间和种植制度差异,高纬地区到低纬地区水稻脆弱性整体呈下降趋势,且晚稻脆弱性普遍低于早稻。(3)一季稻抽穗开花期障碍型冷害的年均单产损失(1224kg·hm^(−2))高于双季稻(早稻:868kg·hm^(−2);晚稻:807kg·hm^(−2))。

摘要：临界氮浓度稀释曲线作为诊断作物氮素水平的重要方法之一,由于缺乏对干物质量和养分含量等数据进行测量的简便方法,还未广泛应用。根据临界氮浓度稀释曲线的概念,提出一种将作物生长模型和作物氮浓度模型相结合的方法以估算作物生长所需的施氮量。该方法的主要思想是首先使用基于叶面积指数的甜瓜干物质量累积模型来模拟各个时期甜瓜的干物质量,再根据不同施氮水平对甜瓜不同时期含氮量的影响建立甜瓜氮素吸收模型,最后利用甜瓜栽培试验验证甜瓜干物质量与养分需求量之间的定量关系。结果表明,甜瓜干物质量模型与氮素吸收模型均与试验测量结果接近,模拟效果较好,决定系数(r 2)分别为0.9989、0.9605;均方根误差(RMSE)分别为44.8213 kg/hm 2、0.2680 g/株。说明本研究提出的方法可较准确地计算出甜瓜的干物质和氮含量。基于所获得的甜瓜干物质量与氮需求量之间的定量关系,设计了一个氮肥施加模糊控制系统。仿真结果表明,该控制系统能有效地对甜瓜氮浓度进行控制,将各个生育期的甜瓜氮浓度稳定在临界氮浓度附近。本研究提出的将临界氮浓度和甜瓜生长模型结合的方法可行,能够根据作物不同的发育状态来提供合适的氮素,为作物精准施肥提供了新思路。

摘要：为改进温室环境管理系统的性能,获取实时动态生成的决策信息,建立了基于作物模型的温室环境管理系统。在借鉴前人先进研究成果的基础上,通过实验建立了简化的温室番茄和黄瓜作物生长模型;其次,通过收集资料和专家经验建立了温室环境管理知识库;最后,应用农业环境实时监测数据,综合利用模型预测和知识推理建立了温室环境管理决策支持系统。通过实际运行表明,系统可实时动态输出室内温度、光照等参数的优化值及其它相关辅助决策信息,通过进一步完善可望取得更好的应用前景。

摘要：针对鲜切百合株型设计和优化栽培手段不足的问题,通过田间试验和系统模拟对单株百合生长发育过程形态变化进行仿真模拟,构建百合功能结构模型,并利用叶倾角、叶序、出芽方向、出苗时间等关键生育参数在合理范围内的随机发生,实现对鲜切百合群体生长动态的三维重建。通过设置不同种植时间(4月10、20、30日和5月10、20、30日)、种植密度(66.7、33.3、22.2、16.7、13.3、11.1株·m-2)和不同株型(叶倾角分别为20°、30°、40°、50°、60°、70°和80°)的模拟情景,利用三维建模平台GroIMP中的辐射模型对百合群体累积光截获进行定量分析。结果表明,4月20日种植有助于百合群体获得最大累积光截获,叶倾角为20°的百合群体能够获得最大累积光截获。百合功能结构模型能够优化栽培管理、设计优势株型,为鲜切百合种质资源评价和株型基因改良提供理论依据和技术支撑。

摘要：基于W eb技术、OOP(面向对象设计)思想,根据作物生长发育模型特点,提出了计算机模拟系统的结构设计方案,并采用***技术规范和V isual C#程序语言,初步实现了一个基于W eb技术远程调用的温室作物生长发育计算机模拟系统,该系统目前可对番茄和黄瓜等温室作物光合作用、干物质积累与分配等过程进行模拟与分析。

摘要：叶片气体交换过程是作物干物质及产量形成的基础,在干旱发展过程中作物叶片气体交换对水分胁迫存在阈值响应,众多相关生理指标也以此为基础用于监测作物受旱状况。然而作物叶片气体交换过程与产量对干旱的响应阈值是否具有同步性,目前尚不清楚,这在一定程度上影响了利用作物生长期叶片气体交换相关生理指标监测农业干旱的准确性。本研究通过控制试验确定春小麦叶片气体交换对干旱的响应阈值,并利用该阈值特征参数化春小麦生长模型,从而设计水分控制模拟试验,分析春小麦产量对干旱的阈值响应特征及其与叶片气体交换指标阈值的差异。结果表明:春小麦气孔导度对土壤有效含水量的响应阈值为0.50,大于蒸腾速率与净光合速率的响应阈值(0.40)。用净光合速率对土壤有效含水量的响应阈值参数化春小麦生长模型,能够准确模拟春小麦地上部生物量和产量的变化。春小麦地上部生物量与产量对根系层土壤有效含水量的响应阈值为0.18,明显小于叶片气体交换指标对土壤有效含水量的响应阈值。证明了利用作物生育期间叶片气体交换等生理指标表征作物受旱状况,反映作物最终产量降低程度会存在一定问题。本研究结果可为农业干旱监测、预测及干旱影响评估提供参考依据。

摘要：合理有效地开展作物长势评估,可以及时反映作物生长状况及其对天气气候条件的响应。由于WOFOST模型、ORYZA2000模型在模拟冬小麦、玉米和水稻生长发育过程具备较强机理性,研究基于2001年以来全国冬小麦、玉米、水稻主产区逐日模拟的作物发育进程、叶面积指数和地上总生物量,通过隶属函数构建评估指数,开展高时空分辨率的作物长势评估。结果表明:长势综合评估指数在作物生长前期以发育进程、叶面积指数和地上总生物量三要素加权集合表征,中后期以发育进程和地上总生物量与穗重相关性的加权集合表征;长势评估指数与常规地面观测和遥感长势监测一致性较好,可以反映天气气候条件影响。在作物生长季内,以日为单位构建了作物长势评估指数数据库;根据长势评估指数将作物长势分为长势好、长势偏好、长势持平、长势偏差、长势差,实现空间上的长势监测、对比;以空间集成的方式,开展省级作物长势对比分析;利用长势评估指数变化反映典型天气气候条件对作物生长发育的影响。上述基于作物模型的作物长势评估指数符合现代化农业气象科研与业务服务发展的需求。

摘要：针对常用的回归和神经网络作物建模方法存在的输出单一、参数优化困难和预测精度不足等问题,利用基因表达式编程优异的全局搜索能力和RBF神经网络多输出任意非线性函数逼近特点,设计了1种GEP优化的RBF多输出模型算法GEP-RBF。以水稻和番茄的5个关键环境因子为输入、以叶片CO_2交换率和蒸腾速率为输出,进行建模验证。结果显示,在预测的均方根误差指标上,GEP-RBF模型与GA-RBF和RBF相比,水稻的CO_2交换率和蒸腾速率分别降低了约28.4%、38.0%和89.9%、62.8%,番茄的CO_2交换率和蒸腾速率则分别降低了约56.9%、48.4%和75.3%、67.1%;在多输出结果的平衡性指标上,相比GA-RBF和RBF,GEP-RBF模型提高了约16.4%~77.4%。结果表明,GEP-RBF模型具有良好的预测精度和多输出平衡性,是一种有效的作物生长建模方法。

摘要：精细农业中非差GPS信号处理探讨,基于多库融合的作物模型资源仓库,农业专家系统可视化人机交互界面的设计,机器视觉技术在农业应用中的研究,多Agent的智能型农机信息系统.

摘要：针对当前农业生产效率低下、劳动强度大等问题,设计了智能化农业生产系统。通过建立精确的作物模型,人为控制作物生长环境因子,利用无土栽培技术,采用机械化作业以及计算机管理,使农业生产完全走向智能化的道路,实现农业生产过程的科学管理,实现各种资源的充分利用,最大限度地降低劳动强度及生产成本,最大限度地降低环境污染和提高农产品产量、质量以及经济效益。根据目前国内外在农业生产方面的发展现状,实现智能化农业生产的各种条件已初步具备。因此,可以预见,这种系统具有广阔的应用前景。