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  • 2018年 第30卷 第5期
    • 主       编:周清波
    • 创刊时间:1989年
    • 出版周期:双月刊
    • 国内刊号:11-4922/S
    • 国际刊号:1672-0423
    • 主管单位:中华人民共和国农业农村部
    • 主办单位:中国农业科学院农业资源与农业区划研究所
    • 出版单位:《中国农业信息》 编辑部
  • 出版日期:2018-10-25

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    2018年 第30卷 第5期
    刊出日期:2018-10-25
      
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  • 余强毅,项铭涛,谢安坤,申 格,杨 鹏,吴文斌※
    2018.30(5):1-12[摘要(40)][PDF(68990.81 K)]   HTML[HTML]

    【目的】一个区域的粮食总产受作物单产、耕地面积与复种3 方面因素影响,通 过缩小实际复种与潜力复种之间的差值(即复种差)来提高粮食生产能力是可行的。 【方法】文章从复种的理论基础出发,以“复种差概念—实际复种研究—潜力复种研究—复 种差研究”为主线,系统梳理当前复种差研究的进展与问题。【结果】研究发现,当前研究 大多利用复种指数描述复种情况,且认为“复种差= 潜力复种指数- 实际复种指数”。复种 指数体现的是区域的平均情况而非地块的特定情况,因此,基于复种指数估算复种差,无法 针对特定地块提出具体的复种差利用策略。实际上,地块尺度复种差与(区域)生育期长度 (LGP)、(作物)成熟天数(DTM)以及种植方式等因素有关。文章进而从LGP 利用的视角 提出了一个地块复种差研究的可行模式,认为“复种差=(LGP- 现实作物DTM)/ 潜在作物 DTM”。【结论】地块尺度复种差研究能为优化资源利用方式,提高耕地集约化利用程度,提 升粮食生产能力提供新的理论与方法支撑。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180501

  • 王璟璐,张 颖,潘晓迪,卢宪菊,马黎明,郭新宇※
    2018.30(5):13-23[摘要(32)][PDF(74696.07 K)]   HTML[HTML]

    【目的】总结归纳作物表型数据库的研究进展,对作物表型数据库的构建进行展望。 【方法】采用文献综述法,从Web of Science、NCBI 的PubMed 和中国知网等常用公共文献 数据库中对已发表的作物表型组学相关研究文献进行检索,据此对国内外作物表型组学研究 现状进行分析,并基于其中的数据库研究,对目前的作物表型相关数据库进行了介绍。最后 对作物表型组数据库构建标准及要求进行了介绍。【结果】不同于基因组学已有许多大型的、 公认的、成熟的公共数据库,有关作物表型组学的数据库虽已有一些,但综合性较强、普适 性较广的通用标准数据库却不是很多。因此,构建综合性作物表型组标准数据库或构建特定 作物的表型组数据库,将成为该领域相关研究人员的工作重点。【结论】农业信息化是现代 农业的一个必然发展趋势,作物表型组数据库的构建也是顺应时代发展的产物。今后,在充 分利用各种综合和专用数据库的基础上,研究人员应在实际研究中构建自己的作物表型组数 据库,增强数据管理和共享。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180502

  • 薛志原,陈秀生※,唐怀壮,李德建,邢晓铭
    2018.30(5):24-31[摘要(30)][PDF(65620.17 K)]   HTML[HTML]

    【目的】随着我国农业机械化水平的不断提高,谷物收获机的应用也越来越广泛。充 分分析谷物收获机割台发展现状有利于保证收割质量,减少收获时的损失,并适应国际上谷 物收获机的发展趋势。【方法】通过查阅国内外文献以及报道,综述了谷物收获机割台主要 部件拨禾轮、切割装置、割台螺旋推运器的原理和特点,主要说明了谷物收获机各部分高度 和速度对于收割的影响,并进行分析,并介绍了一些国内对于割台振动情况的研究以及国内 外谷物收获机的发展现状。【结果】国外谷物联合收割机械起步比较早,一些发达国家已经 基本实现了利用自走式谷物联合收割机来完成农产品的收割,而我国收割机起步时间很短, 所以需要着重创新型发展。【结论】通过对比我国与国外先进收获机的差距,并对当前我国 收获机的发展情况和国外收获机的发展情况展开分析,指出当前谷物收获机的主要发展方向 为大功率、多功能、智能化、节能化,并对我国以后的谷物收获机割台发展提出相应的建 议。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180503

  • 唐怀壮,陈秀生※,薛志原,李德建,邢晓铭
    2018.30(5):32-39[摘要(28)][PDF(69867.73 K)]   HTML[HTML]

    【目的】总结归纳谷物收获机脱粒系统从产生到发展至今的结构形式和应用场合有利 于谷物收获机脱粒系统的综合研究。【方法】结合现有谷物收获机脱粒系统,运用综述法和 对比分析法,分析了谷物收获机脱粒系统的功能原理及结构特点。对影响脱粒质量的因素 展开分析,着重对谷物收获装置的发展进程和国内外现状进行对比分析,采取逐一描述的方 法,分别对几种脱粒系统作详细描述。【结果】通过对比分析指出脱粒系统结构形式的优缺 点及最佳应用场合,并对不同类型脱粒滚筒和凹板间隙组合作研究分析后,发现滚筒转速和 凹板间隙对收获质量的影响,体现在谷物颗粒破损与秸秆破碎方面。谷物颗粒破损严重,损 失增加;秸秆破碎严重,机器能耗增大。【结论】随着农业机械化和规模化的不断提高,目 前谷物收获机的发展进入新的阶段。为满足不同喂入量的需求,有不同类型脱粒滚筒和凹板 间隙组合。未来我国的农机将朝着智能化和高效化的方向发展,企业及时抓住这一关键时刻 转型升级,提高科技含量和人机交互性,从而指导我国农业生产,促进我国智能农业发展。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180504

  • 刘 佳,王利民※,唐鹏钦,高建孟
    2018.30(5):40-46[摘要(33)][PDF(78935.25 K)]   HTML[HTML]

    【目的】面向农村绿色发展的需要,为推动农村宜居环境遥感监测业务的开展提供依 据。【方法】在农村宜居环境遥感监测内容分析基础上提出初步的建设方案。【结果】农村宜 居环境遥感监测内容应包括农村居民点本底调查遥感监测、农村居民点景观监测和农村宜居 环境评价3 个部分。第一项内容属于资源清查性质的监测,是后续遥感监测与评价的基础, 可以采用国产中空间分辨率高分卫星数据为主、机器识别与目视判读相结合的农村居民点本 底调查遥感监测方案。第二项内容是村落内格局的监测,属于动态监测范畴,可以采用亚米 级无人机影像为主、目视判读结合统计外推技术的农村居民点景观遥感监测方案。第三项内 容可以采用遥感监测结果为主、结合综合权重打分的宜居环境评价方案。【结论】文章提出 的技术方案充分考虑了农村宜居环境监测的紧迫性以及遥感技术的潜力,是今后较长时期内 农村宜居环境遥感监测方案建设的主要趋势。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180505

  • 毛克彪,杨 军,韩秀珍,唐世浩,袁紫晋,高春雨
    2018.30(5):47-57[摘要(34)][PDF(72624.31 K)]   HTML[HTML]

    【目的】地表温度反演是一个典型的病态反演问题,深度动态学习神经网络的出现提 供了一条新的地表温度反演途径。文章以MODIS 中红外和热红外波段作为参照模拟研究对 象,利用深度动态学习神经网络和辐射传输模型(MODTRAN)进行地表温度反演研究,选 择最适合于MODIS 地表温度反演的波段组合,从而为国产卫星风云系列和高分数据红外波 段反演地表温度提供参考算法。【方法】根据中红外波段受太阳的影响以及水汽波段的特征, 将反演组合波段分成3 组。第1 组适合白天和晚上同时反演地表温度的组合(MODIS 波段 29、31、32 和33);第2 组适合白天的热红外波段和水汽波段组合(MODIS 波段29、31、 32、33 和水汽波段);第3 组是只适合晚上的中外波段(MODIS 20、22、23)与热红外波段 (MODIS 29、31、32 和33)的组合。【结果】利用辐射传输模型(MODTRAN)和深度动态 神经网络(NN)反演分析表明,深度动态学习神经网络能够被用来精确地从单景MODIS 数 据中反演地表温度,克服了传统MODIS 白天/ 黑夜产品算法的缺陷。3 种类型的组合地表温 度的平均反演误差都在1 K 以下,最高精度为热红外波段与水汽波段的组合,平均最高精度 为0.251 K,标准差是0.255 K,相关系数是1。【结论】利用深度动态学习神经网络和辐射传 输模型彻底解决了地表温度和发射率病态反演难题,为风云系列卫星和高分数据地表温度反 演算法提供参考算法模式,深度动态学习神经网络与辐射传输模型相结合反演地表温度和发 射率在地表温度反演史上具有里程牌意义。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180506

  • 范蓓蕾,史 云※,张保辉,段玉林
    2018.30(5):58-67[摘要(29)][PDF(751021.92 K)]   HTML[HTML]

    【目的】利用物联网技术实现养殖环境、日常活动、奶牛体况等信息的实时监测是当前 奶牛养殖业的热点研究问题,由于当前物联网应用中传输协议标准不统一等导致的感知终端兼 容性差、数据不易共享等问题阻碍了奶牛物联网深入应用的发展。【方法】文章从奶牛场物联 网应用需求和数据特点出发,围绕异构多源感知数据接入、集成和操作等关键问题,开发基于 REST 物联网资源架构的奶牛场物联网监控系统。通过分析感知终端与互联网的通信特点,开 发基于中间件的虚拟网关服务接口,提供不同协议终端的数据接入和解析服务;通过分析奶牛 场各种资源本体关系,基于OWL 和五元素表述法构建奶牛场资源本体描述模型,实现异构感 知数据的语义集成和上下文关系描述;通过分析资源基础操作需求,基于Restful Web API 开 发资源统一操作接口,为上层应用奶牛场物联网监控系统开发提供快速开发基础。【结果】通 过对奶牛场物联网监测系统的应用结果表明:该系统可实现上层物联网系统对多源异构感知终 端的数据接入、数据集成和统一操作。【结论】该研究解决了奶牛场中异构感知终端的数据集 成问题,不同种类感知数据的集成为奶牛生产进一步分析应用提供了良好的数据基础。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180507

  • 张怀志,黄绍文※,冀宏杰,唐继伟,李若楠,袁 硕
    2018.30(5):68-75[摘要(41)][PDF(84746.31 K)]   HTML[HTML]

    【目的】针对PDA、触摸屏、手机、计算机等施肥专家系统所依托的载体硬件容量 资源有限以及施肥技术产品用户分散,施肥推荐所需的土壤学、蔬菜学、植物营养学、肥 料学等学科领域海量数据逐个更新难度大的问题,研发蔬菜简便快速推荐施肥系统APP。 【方法】以基于土壤养分系统平衡理念的蔬菜施肥量简便快速推荐模型为核心,综合应用移 动通信技术、数据存储等现代科学技术的发展成果,设计了蔬菜施肥量简便快速推荐系统 (SVFRS),并在iOS、Android 操作系统的智能手机上实现(APP)。【结果】技术产品在河北 省(定兴县、藁城区)、天津市(西青区、武清区)等日光温室蔬菜基地示范应用,减施化 肥30% 以上,增产8% 以上,增效15% 以上;完成一次到农户地块的精准化专家施肥技术 指导花费不足0.1 元(0.1~0.2 M 的数据流量);专家只需更新数据中心的数据就可以为用户 提供新的科学数据支撑。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180508

  • 杨艳颖,毛克彪※,韩秀珍,杨 军,郭晶鹏
    2018.30(5):76-90[摘要(36)][PDF(781.25 M)]   HTML[HTML]

    【目的】探究1949—2016 年中国干旱灾害长时间序列时空变化特征及其对粮食生产的 影响,为我国农业干旱灾害预警体系和保障粮食产量提供参考。【方法】基于Python 语言获 取1949 年以来中国各省、市农业自然灾害和粮食生产数据,然后利用Pearson 相关性统计 分析、回归分析、自然断点分级法、GIS 平台和R 语言定性和定量地探讨干旱灾害对粮食生 产的影响,阐述我国农业旱灾变化规律和粮食安全态势,探讨农业旱灾对粮食生产的影响。 【结果】①农业干旱灾害呈现明显周期性波动,干旱轻重灾情交替出现,1949—1970 年为波 动阶段,1971—2000 年为波动上升阶段,2001—2016 年为波动下降阶段,发生特大干旱和 严重干旱的年份所占比重较大;②农业干旱在空间上呈“北重南轻、中东部重西部轻”的格 局。山东受灾最重,灾损高达208.2 万hm2,西藏最轻,灾损为2163.53 hm2;③粮食产量和 粮食单产总体呈稳步增长态势,波动幅度较平缓,二者受旱灾影响程度较大,粮食产量和粮 食单产的年变化率均与干旱受灾率、成灾率、灾害强度指数、受灾率异常指数和成灾率异常 指数等指标显著负相关,其中以受灾率异常指数和成灾率异常指数对粮食生产的影响更为显 著,且受灾率异常指数的影响最为显著;④粮食产量的多少和受灾面积的大小在空间上具有 相关性,粮食单产与干旱受灾面积呈负相关。【结论】干旱灾害制约我国粮食生产,各农业 干旱灾害指标对粮食灾损的解释力较强,对粮食产量估测具有参考作用。建立和完善农业灾 害预警体系,可以提高应对农业干旱灾害的能力,进一步为粮食进出口提供指导意见。此 外,干旱灾害仅是影响粮食产量的一个方面,农业科技水平、社会经济制度、农业政策等也 对其具有不容小觑的影响。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180509

  • 陈 威,祁伟彦,袁福香,李哲敏※
    2018.30(5):91-101[摘要(26)][PDF(821.09 M)]   HTML[HTML]

    【目的】对比不同模型预测效果,分析各模型预测水稻产量的特点、不足及适用条 件,为粮食产量预测问题模型选择提供依据。【方法】从时间序列预测和横截面数据预测 两种角度,利用ARIMA、LSTM、SVR、MLP 这4 种模型,通过吉林省水稻产量、病虫害 及其他特征历史数据对吉林省水稻产量进行预测,并对不同模型的预测结果进行了对比分 析。【结果】基于ARIMA 模型和LSTM 模型的时间序列预测结果较好,横截面数据预测中, 原始数据经主成分分析PCA 降维处理后,可提高模型预测性能。【结论】对于水稻产量预 测,应根据掌握的影响产量因素的数据以及趋势延续性情况合理选择预测模型,以达到较 理想的预测效果。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180510

  • 滕 飞,王利民※,刘 佳
    2018.30(5):102-109[摘要(33)][PDF(51694.50 K)]   HTML[HTML]

    【目的】在全球大豆主要生产国产量、贸易量归纳整理基础上,结合中国大豆需求分 析,对中美贸易摩擦背景下中国大豆进口潜力进行分析。【方法】根据多年统计数据分析了 1964—2017 年间世界大豆产量和贸易状况,在世界各国大豆出口能力以及中国可能的进口潜 力分析基础上,得出中美贸易摩擦背景下中国大豆进口可能的数量缺口。【结果】不购买美国 大豆情况下,按照近年需求量不变进行分析,中国大豆需求缺口为3 087.1 万t;当前中国能 够从美国以外的其他国家购买大豆的最大增量为2 731.7 万t,能够弥补大豆缺口的88.5%;剩 余的355.4 万t 缺口需要采用其他方式予以解决。需要指出的是,文章的计算是基于比较理想 的条件下,国际贸易对中国大豆需求的满足程度。由于市场价格、垄断、出口国产量的实际 状况,最大购买量实际上是很难满足的。【结论】本着独立自主的原则,从提高国产大豆产量、 增加替代作物产量、降低大豆刚性需求等方面入手,才是解决大豆需求缺口的主要途径。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180511

  • 董春岩
    2018.30(5):110-117[摘要(33)][PDF(80793.41 K)]   HTML[HTML]

    【目的】在《乡村振兴战略规划(2018—2022 年)》中提出要实施数字乡村战略,加 快物联网、地理信息、智能设备等现代信息技术与农村生产生活的全面深度融合的背景下, 开展国家农业农村地理信息服务平台的建设工作,有助于推进农业空间信息资源共享开放, 加强农业政务信息化水平和全面提高科学决策、市场监管、政务服务水平。【方法】国家农 业农村地理信息服务平台采用地理信息服务总线GEO-ESB 技术,提升了数据在线托管与分 布式交换能力;采用云原生架构可以保障农业地理信息平台具备更快的上线速度;采用边缘 计算技术,提升地理服务效率;采用空间大数据GIS 技术体系,提升空间大数据的处理和分 析挖掘能力。【结果】通过国家农业农村地理信息服务平台建设,可以实现农业GIS 应用平 台的快速搭建,平台探索了部本级及与各省级农业农村部门及跨部委的地理信息资源的共享 模式,平台实现时空大数据的一体化存储、管理、查询、分析、决策、二三维可视化等方面 的服务,利于种植、畜牧兽医、渔业渔政、农产品质量安全监管、科技教育、资源环境、国 际合作、农业气象等行业和领域的整合升级。【结论】通过不断建设国家农业农村地理信息 服务平台,将为农业农村信息化建设提供重要的信息化支撑。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180512

  • 刘冠雄,李爱传※,李吉进,胡 军
    2018.30(5):118-126[摘要(30)][PDF(69967.44 K)]   HTML[HTML]

    【目的】利用堆肥发酵的方式处理农业废弃物是当前农业环境污染的热点问题,不但 能够降低农业废弃物产生的环境污染,而且还能将其转化为有机肥料,替代化肥重新作用于 农业生产当中,文章进行好氧发酵无线温湿度控制平台的研究有利于提高堆肥质量并缩短 堆肥周期。【方法】该平台利用STC15F2K60S2 单片机作为下位机控制核心,控制温湿度传 感器SHT11 对好氧发酵反应器中4 个不同深度的发酵点位进行温湿度检测,将检测数据通 过jzx875 无线通讯设备,实时传输到基于Visual Studio 2010 搭建的上位机软件平台,进行 数据的显示、存储以及发酵状态的判定,并为发酵环境的调控提供决策意见。当好氧发酵反 应器中的温度或湿度监测值超出预设的阈值区间,下位机控制加热、加湿、通风设备及搅拌 电机转动,使反应器中的发酵反应处于最优发酵环境,能够缩短发酵周期、提高发酵效率。 【结果】通过设计对照实验,对好氧发酵无线温湿度控制平台进行有效性测试。与对照组相 比,经该平台监测调控的实验组,能够较快提高堆体温度进入高温发酵期且完成整个发酵周 期所需的时间明显少于对照组。在整个实验过程中,下位机系统能够根据预设阈值有效调控 电机对反应器进行温湿度调控,上位机界面能够在线实时监测堆体温湿度数据并将检测到的 数据有效存储到数据库当中。【结论】该平台能够较好地在线监测发酵堆体的反应情况并进 行环境调控,使发酵堆体处于最优发酵环境当中,继而达到缩短发酵周期、提高农业废弃物 处理效率的目的。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180513

  • 余强毅,项铭涛,谢安坤,申 格,杨 鹏,吴文斌※
    2018.30(5):1-12[摘要(40)][PDF(68990.81 K)]   HTML[HTML]

    【目的】一个区域的粮食总产受作物单产、耕地面积与复种3 方面因素影响,通 过缩小实际复种与潜力复种之间的差值(即复种差)来提高粮食生产能力是可行的。 【方法】文章从复种的理论基础出发,以“复种差概念—实际复种研究—潜力复种研究—复 种差研究”为主线,系统梳理当前复种差研究的进展与问题。【结果】研究发现,当前研究 大多利用复种指数描述复种情况,且认为“复种差= 潜力复种指数- 实际复种指数”。复种 指数体现的是区域的平均情况而非地块的特定情况,因此,基于复种指数估算复种差,无法 针对特定地块提出具体的复种差利用策略。实际上,地块尺度复种差与(区域)生育期长度 (LGP)、(作物)成熟天数(DTM)以及种植方式等因素有关。文章进而从LGP 利用的视角 提出了一个地块复种差研究的可行模式,认为“复种差=(LGP- 现实作物DTM)/ 潜在作物 DTM”。【结论】地块尺度复种差研究能为优化资源利用方式,提高耕地集约化利用程度,提 升粮食生产能力提供新的理论与方法支撑。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180501

  • 王璟璐,张 颖,潘晓迪,卢宪菊,马黎明,郭新宇※
    2018.30(5):13-23[摘要(32)][PDF(74696.07 K)]   HTML[HTML]

    【目的】总结归纳作物表型数据库的研究进展,对作物表型数据库的构建进行展望。 【方法】采用文献综述法,从Web of Science、NCBI 的PubMed 和中国知网等常用公共文献 数据库中对已发表的作物表型组学相关研究文献进行检索,据此对国内外作物表型组学研究 现状进行分析,并基于其中的数据库研究,对目前的作物表型相关数据库进行了介绍。最后 对作物表型组数据库构建标准及要求进行了介绍。【结果】不同于基因组学已有许多大型的、 公认的、成熟的公共数据库,有关作物表型组学的数据库虽已有一些,但综合性较强、普适 性较广的通用标准数据库却不是很多。因此,构建综合性作物表型组标准数据库或构建特定 作物的表型组数据库,将成为该领域相关研究人员的工作重点。【结论】农业信息化是现代 农业的一个必然发展趋势,作物表型组数据库的构建也是顺应时代发展的产物。今后,在充 分利用各种综合和专用数据库的基础上,研究人员应在实际研究中构建自己的作物表型组数 据库,增强数据管理和共享。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180502

  • 薛志原,陈秀生※,唐怀壮,李德建,邢晓铭
    2018.30(5):24-31[摘要(30)][PDF(65620.17 K)]   HTML[HTML]

    【目的】随着我国农业机械化水平的不断提高,谷物收获机的应用也越来越广泛。充 分分析谷物收获机割台发展现状有利于保证收割质量,减少收获时的损失,并适应国际上谷 物收获机的发展趋势。【方法】通过查阅国内外文献以及报道,综述了谷物收获机割台主要 部件拨禾轮、切割装置、割台螺旋推运器的原理和特点,主要说明了谷物收获机各部分高度 和速度对于收割的影响,并进行分析,并介绍了一些国内对于割台振动情况的研究以及国内 外谷物收获机的发展现状。【结果】国外谷物联合收割机械起步比较早,一些发达国家已经 基本实现了利用自走式谷物联合收割机来完成农产品的收割,而我国收割机起步时间很短, 所以需要着重创新型发展。【结论】通过对比我国与国外先进收获机的差距,并对当前我国 收获机的发展情况和国外收获机的发展情况展开分析,指出当前谷物收获机的主要发展方向 为大功率、多功能、智能化、节能化,并对我国以后的谷物收获机割台发展提出相应的建 议。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180503

  • 唐怀壮,陈秀生※,薛志原,李德建,邢晓铭
    2018.30(5):32-39[摘要(28)][PDF(69867.73 K)]   HTML[HTML]

    【目的】总结归纳谷物收获机脱粒系统从产生到发展至今的结构形式和应用场合有利 于谷物收获机脱粒系统的综合研究。【方法】结合现有谷物收获机脱粒系统,运用综述法和 对比分析法,分析了谷物收获机脱粒系统的功能原理及结构特点。对影响脱粒质量的因素 展开分析,着重对谷物收获装置的发展进程和国内外现状进行对比分析,采取逐一描述的方 法,分别对几种脱粒系统作详细描述。【结果】通过对比分析指出脱粒系统结构形式的优缺 点及最佳应用场合,并对不同类型脱粒滚筒和凹板间隙组合作研究分析后,发现滚筒转速和 凹板间隙对收获质量的影响,体现在谷物颗粒破损与秸秆破碎方面。谷物颗粒破损严重,损 失增加;秸秆破碎严重,机器能耗增大。【结论】随着农业机械化和规模化的不断提高,目 前谷物收获机的发展进入新的阶段。为满足不同喂入量的需求,有不同类型脱粒滚筒和凹板 间隙组合。未来我国的农机将朝着智能化和高效化的方向发展,企业及时抓住这一关键时刻 转型升级,提高科技含量和人机交互性,从而指导我国农业生产,促进我国智能农业发展。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180504

  • 刘 佳,王利民※,唐鹏钦,高建孟
    2018.30(5):40-46[摘要(33)][PDF(78935.25 K)]   HTML[HTML]

    【目的】面向农村绿色发展的需要,为推动农村宜居环境遥感监测业务的开展提供依 据。【方法】在农村宜居环境遥感监测内容分析基础上提出初步的建设方案。【结果】农村宜 居环境遥感监测内容应包括农村居民点本底调查遥感监测、农村居民点景观监测和农村宜居 环境评价3 个部分。第一项内容属于资源清查性质的监测,是后续遥感监测与评价的基础, 可以采用国产中空间分辨率高分卫星数据为主、机器识别与目视判读相结合的农村居民点本 底调查遥感监测方案。第二项内容是村落内格局的监测,属于动态监测范畴,可以采用亚米 级无人机影像为主、目视判读结合统计外推技术的农村居民点景观遥感监测方案。第三项内 容可以采用遥感监测结果为主、结合综合权重打分的宜居环境评价方案。【结论】文章提出 的技术方案充分考虑了农村宜居环境监测的紧迫性以及遥感技术的潜力,是今后较长时期内 农村宜居环境遥感监测方案建设的主要趋势。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180505

  • 毛克彪,杨 军,韩秀珍,唐世浩,袁紫晋,高春雨
    2018.30(5):47-57[摘要(34)][PDF(72624.31 K)]   HTML[HTML]

    【目的】地表温度反演是一个典型的病态反演问题,深度动态学习神经网络的出现提 供了一条新的地表温度反演途径。文章以MODIS 中红外和热红外波段作为参照模拟研究对 象,利用深度动态学习神经网络和辐射传输模型(MODTRAN)进行地表温度反演研究,选 择最适合于MODIS 地表温度反演的波段组合,从而为国产卫星风云系列和高分数据红外波 段反演地表温度提供参考算法。【方法】根据中红外波段受太阳的影响以及水汽波段的特征, 将反演组合波段分成3 组。第1 组适合白天和晚上同时反演地表温度的组合(MODIS 波段 29、31、32 和33);第2 组适合白天的热红外波段和水汽波段组合(MODIS 波段29、31、 32、33 和水汽波段);第3 组是只适合晚上的中外波段(MODIS 20、22、23)与热红外波段 (MODIS 29、31、32 和33)的组合。【结果】利用辐射传输模型(MODTRAN)和深度动态 神经网络(NN)反演分析表明,深度动态学习神经网络能够被用来精确地从单景MODIS 数 据中反演地表温度,克服了传统MODIS 白天/ 黑夜产品算法的缺陷。3 种类型的组合地表温 度的平均反演误差都在1 K 以下,最高精度为热红外波段与水汽波段的组合,平均最高精度 为0.251 K,标准差是0.255 K,相关系数是1。【结论】利用深度动态学习神经网络和辐射传 输模型彻底解决了地表温度和发射率病态反演难题,为风云系列卫星和高分数据地表温度反 演算法提供参考算法模式,深度动态学习神经网络与辐射传输模型相结合反演地表温度和发 射率在地表温度反演史上具有里程牌意义。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180506

  • 范蓓蕾,史 云※,张保辉,段玉林
    2018.30(5):58-67[摘要(29)][PDF(751021.92 K)]   HTML[HTML]

    【目的】利用物联网技术实现养殖环境、日常活动、奶牛体况等信息的实时监测是当前 奶牛养殖业的热点研究问题,由于当前物联网应用中传输协议标准不统一等导致的感知终端兼 容性差、数据不易共享等问题阻碍了奶牛物联网深入应用的发展。【方法】文章从奶牛场物联 网应用需求和数据特点出发,围绕异构多源感知数据接入、集成和操作等关键问题,开发基于 REST 物联网资源架构的奶牛场物联网监控系统。通过分析感知终端与互联网的通信特点,开 发基于中间件的虚拟网关服务接口,提供不同协议终端的数据接入和解析服务;通过分析奶牛 场各种资源本体关系,基于OWL 和五元素表述法构建奶牛场资源本体描述模型,实现异构感 知数据的语义集成和上下文关系描述;通过分析资源基础操作需求,基于Restful Web API 开 发资源统一操作接口,为上层应用奶牛场物联网监控系统开发提供快速开发基础。【结果】通 过对奶牛场物联网监测系统的应用结果表明:该系统可实现上层物联网系统对多源异构感知终 端的数据接入、数据集成和统一操作。【结论】该研究解决了奶牛场中异构感知终端的数据集 成问题,不同种类感知数据的集成为奶牛生产进一步分析应用提供了良好的数据基础。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180507

  • 张怀志,黄绍文※,冀宏杰,唐继伟,李若楠,袁 硕
    2018.30(5):68-75[摘要(41)][PDF(84746.31 K)]   HTML[HTML]

    【目的】针对PDA、触摸屏、手机、计算机等施肥专家系统所依托的载体硬件容量 资源有限以及施肥技术产品用户分散,施肥推荐所需的土壤学、蔬菜学、植物营养学、肥 料学等学科领域海量数据逐个更新难度大的问题,研发蔬菜简便快速推荐施肥系统APP。 【方法】以基于土壤养分系统平衡理念的蔬菜施肥量简便快速推荐模型为核心,综合应用移 动通信技术、数据存储等现代科学技术的发展成果,设计了蔬菜施肥量简便快速推荐系统 (SVFRS),并在iOS、Android 操作系统的智能手机上实现(APP)。【结果】技术产品在河北 省(定兴县、藁城区)、天津市(西青区、武清区)等日光温室蔬菜基地示范应用,减施化 肥30% 以上,增产8% 以上,增效15% 以上;完成一次到农户地块的精准化专家施肥技术 指导花费不足0.1 元(0.1~0.2 M 的数据流量);专家只需更新数据中心的数据就可以为用户 提供新的科学数据支撑。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180508

  • 杨艳颖,毛克彪※,韩秀珍,杨 军,郭晶鹏
    2018.30(5):76-90[摘要(36)][PDF(781.25 M)]   HTML[HTML]

    【目的】探究1949—2016 年中国干旱灾害长时间序列时空变化特征及其对粮食生产的 影响,为我国农业干旱灾害预警体系和保障粮食产量提供参考。【方法】基于Python 语言获 取1949 年以来中国各省、市农业自然灾害和粮食生产数据,然后利用Pearson 相关性统计 分析、回归分析、自然断点分级法、GIS 平台和R 语言定性和定量地探讨干旱灾害对粮食生 产的影响,阐述我国农业旱灾变化规律和粮食安全态势,探讨农业旱灾对粮食生产的影响。 【结果】①农业干旱灾害呈现明显周期性波动,干旱轻重灾情交替出现,1949—1970 年为波 动阶段,1971—2000 年为波动上升阶段,2001—2016 年为波动下降阶段,发生特大干旱和 严重干旱的年份所占比重较大;②农业干旱在空间上呈“北重南轻、中东部重西部轻”的格 局。山东受灾最重,灾损高达208.2 万hm2,西藏最轻,灾损为2163.53 hm2;③粮食产量和 粮食单产总体呈稳步增长态势,波动幅度较平缓,二者受旱灾影响程度较大,粮食产量和粮 食单产的年变化率均与干旱受灾率、成灾率、灾害强度指数、受灾率异常指数和成灾率异常 指数等指标显著负相关,其中以受灾率异常指数和成灾率异常指数对粮食生产的影响更为显 著,且受灾率异常指数的影响最为显著;④粮食产量的多少和受灾面积的大小在空间上具有 相关性,粮食单产与干旱受灾面积呈负相关。【结论】干旱灾害制约我国粮食生产,各农业 干旱灾害指标对粮食灾损的解释力较强,对粮食产量估测具有参考作用。建立和完善农业灾 害预警体系,可以提高应对农业干旱灾害的能力,进一步为粮食进出口提供指导意见。此 外,干旱灾害仅是影响粮食产量的一个方面,农业科技水平、社会经济制度、农业政策等也 对其具有不容小觑的影响。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180509

  • 陈 威,祁伟彦,袁福香,李哲敏※
    2018.30(5):91-101[摘要(26)][PDF(821.09 M)]   HTML[HTML]

    【目的】对比不同模型预测效果,分析各模型预测水稻产量的特点、不足及适用条 件,为粮食产量预测问题模型选择提供依据。【方法】从时间序列预测和横截面数据预测 两种角度,利用ARIMA、LSTM、SVR、MLP 这4 种模型,通过吉林省水稻产量、病虫害 及其他特征历史数据对吉林省水稻产量进行预测,并对不同模型的预测结果进行了对比分 析。【结果】基于ARIMA 模型和LSTM 模型的时间序列预测结果较好,横截面数据预测中, 原始数据经主成分分析PCA 降维处理后,可提高模型预测性能。【结论】对于水稻产量预 测,应根据掌握的影响产量因素的数据以及趋势延续性情况合理选择预测模型,以达到较 理想的预测效果。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180510

  • 滕 飞,王利民※,刘 佳
    2018.30(5):102-109[摘要(33)][PDF(51694.50 K)]   HTML[HTML]

    【目的】在全球大豆主要生产国产量、贸易量归纳整理基础上,结合中国大豆需求分 析,对中美贸易摩擦背景下中国大豆进口潜力进行分析。【方法】根据多年统计数据分析了 1964—2017 年间世界大豆产量和贸易状况,在世界各国大豆出口能力以及中国可能的进口潜 力分析基础上,得出中美贸易摩擦背景下中国大豆进口可能的数量缺口。【结果】不购买美国 大豆情况下,按照近年需求量不变进行分析,中国大豆需求缺口为3 087.1 万t;当前中国能 够从美国以外的其他国家购买大豆的最大增量为2 731.7 万t,能够弥补大豆缺口的88.5%;剩 余的355.4 万t 缺口需要采用其他方式予以解决。需要指出的是,文章的计算是基于比较理想 的条件下,国际贸易对中国大豆需求的满足程度。由于市场价格、垄断、出口国产量的实际 状况,最大购买量实际上是很难满足的。【结论】本着独立自主的原则,从提高国产大豆产量、 增加替代作物产量、降低大豆刚性需求等方面入手,才是解决大豆需求缺口的主要途径。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180511

  • 董春岩
    2018.30(5):110-117[摘要(33)][PDF(80793.41 K)]   HTML[HTML]

    【目的】在《乡村振兴战略规划(2018—2022 年)》中提出要实施数字乡村战略,加 快物联网、地理信息、智能设备等现代信息技术与农村生产生活的全面深度融合的背景下, 开展国家农业农村地理信息服务平台的建设工作,有助于推进农业空间信息资源共享开放, 加强农业政务信息化水平和全面提高科学决策、市场监管、政务服务水平。【方法】国家农 业农村地理信息服务平台采用地理信息服务总线GEO-ESB 技术,提升了数据在线托管与分 布式交换能力;采用云原生架构可以保障农业地理信息平台具备更快的上线速度;采用边缘 计算技术,提升地理服务效率;采用空间大数据GIS 技术体系,提升空间大数据的处理和分 析挖掘能力。【结果】通过国家农业农村地理信息服务平台建设,可以实现农业GIS 应用平 台的快速搭建,平台探索了部本级及与各省级农业农村部门及跨部委的地理信息资源的共享 模式,平台实现时空大数据的一体化存储、管理、查询、分析、决策、二三维可视化等方面 的服务,利于种植、畜牧兽医、渔业渔政、农产品质量安全监管、科技教育、资源环境、国 际合作、农业气象等行业和领域的整合升级。【结论】通过不断建设国家农业农村地理信息 服务平台,将为农业农村信息化建设提供重要的信息化支撑。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180512

  • 刘冠雄,李爱传※,李吉进,胡 军
    2018.30(5):118-126[摘要(30)][PDF(69967.44 K)]   HTML[HTML]

    【目的】利用堆肥发酵的方式处理农业废弃物是当前农业环境污染的热点问题,不但 能够降低农业废弃物产生的环境污染,而且还能将其转化为有机肥料,替代化肥重新作用于 农业生产当中,文章进行好氧发酵无线温湿度控制平台的研究有利于提高堆肥质量并缩短 堆肥周期。【方法】该平台利用STC15F2K60S2 单片机作为下位机控制核心,控制温湿度传 感器SHT11 对好氧发酵反应器中4 个不同深度的发酵点位进行温湿度检测,将检测数据通 过jzx875 无线通讯设备,实时传输到基于Visual Studio 2010 搭建的上位机软件平台,进行 数据的显示、存储以及发酵状态的判定,并为发酵环境的调控提供决策意见。当好氧发酵反 应器中的温度或湿度监测值超出预设的阈值区间,下位机控制加热、加湿、通风设备及搅拌 电机转动,使反应器中的发酵反应处于最优发酵环境,能够缩短发酵周期、提高发酵效率。 【结果】通过设计对照实验,对好氧发酵无线温湿度控制平台进行有效性测试。与对照组相 比,经该平台监测调控的实验组,能够较快提高堆体温度进入高温发酵期且完成整个发酵周 期所需的时间明显少于对照组。在整个实验过程中,下位机系统能够根据预设阈值有效调控 电机对反应器进行温湿度调控,上位机界面能够在线实时监测堆体温湿度数据并将检测到的 数据有效存储到数据库当中。【结论】该平台能够较好地在线监测发酵堆体的反应情况并进 行环境调控,使发酵堆体处于最优发酵环境当中,继而达到缩短发酵周期、提高农业废弃物 处理效率的目的。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20180513

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