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  • 2021年 第33卷 第2期
    • 主       编:吴文斌
    • 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:2021-04-25

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    2021年 第33卷 第2期
    刊出日期:2021-04-25
      
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  • 戴声佩,罗红霞,郑倩,胡盈盈,李茂芬,李海亮,禹萱
    2021.33(2):1-12[摘要(180)][PDF(317.53 M)]   HTML[HTML]

    【目的 】 分析2000—2020年海南岛橡胶林叶面积指数时空变化特征及其影响因素,为海南岛橡胶林种植长势监测、产量估算及空间优化提供科学参考。 【方法 】 文章选择长时间序列MODIS LAI数据,利用最大月值合成、线性趋势分析及空间分析方法。 【结果 】 (1)从季节变化特征来看,海南岛橡胶林LAI月值经历了一个波动变化过程,2月份到8月份持续增加,9月份到次年2月份持续降低,最低值出现在2月份,最高值出现在8月份,其值分别为2.98±1.62 m2m-2和6.16±1.08 m2m-2。从季节变化的空间分布来看,随着季节变化,海南岛橡胶林LAI呈现从海南岛西部向东部逐渐“变绿”的季节空间变化过程。(2)2000—2020年海南岛橡胶林LAI呈现波动增加趋势,分为3个阶段:2000—2006年持续增加,2007—2015年波动明显,2016—2020年明显增加。LAI增加的区域主要分布在海南岛西部儋州、白沙等市县,LAI减少的区域主要分布在琼中、万宁、三亚等市县。LAI显著增加、明显增加、轻微增加的面积分别为850 hm2、117 350 hm2和357 925 hm2,面积占比分别为0.15%、20.60%和62.83%;LAI显著减少、明显减少加、轻微减少的面积分别为7 350 hm2、7 525 hm2和10 700 hm2,面积占比分别为1.29%、1.32%和1.88%;LAI基本保持不变的面积为67 950 hm2,面积占比为11.93%。(3)海南岛橡胶林LAI在1—2月份出现明显降低的原因是由于海南岛处于纬度较高的热带地区,橡胶林受干旱气候和冷空气影响,表现出落叶林的特征,主要集中在温度较低的1月和2月,多数年份集中在2月初至2月中旬。海南岛橡胶林LAI年际变化受多种因素综合影响,既包含橡胶树年龄自然增长、气候变暖导致的生长季延长、CO2施肥效应等间接影响导致的LAI增加,也包括台风、暴雨、干旱等自然灾害影响导致的LAI减少,还可能受地形、海拔、坡度、坡向的长期效应导致的LAI年际变化趋势呈现空间差异。 【结论 】 利用卫星遥感数据能够快速获取、监测和分析大面积橡胶林叶面积指数,具有覆盖面积大、更新周期短、花费相对少等特点和无损、快速、大面积应用等优点,对于指导农林业生产具有十分重要的理论和应用价值。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210201

  • 狄艳,高懋芳,李强,游炯
    2021.33(2):13-23[摘要(96)][PDF(192.68 M)]   HTML[HTML]

    【目的 】 冠层温度是作物响应水分胁迫的重要指标,厘清小麦种植过程中冠层温度与土壤水分、周围环境因子之间的相互作用关系,对干旱监测、精准灌溉、智慧农业的发展有重要意义。 【方法 】 文章采用温室试验,通过自动连续观测土壤含水量、作物冠层温度、环境因子,分析小麦拔节期在不同水分处理下冠层温度和土壤含水量的关系。 【结果 】 (1)小麦拔节期日变化趋势与太阳辐射日变化基本一致。探索小麦拔节期冠层温度与土壤含水量相关性时,最佳观测时间为12:00—14:00;(2)冠气温差是判定小麦缺水的最佳指标,小麦冠气温差和土壤含水量线性拟合R=-0.63,表明冠层温度与土壤含水量呈负相关关系;(3)小麦拔节期冠层温度与环境因子密切相关,冠层温度与空气温度、太阳辐射存在显著正相关关系,与空气相对湿度和气压为负相关关系。 【结论 】 通过监测小麦冠层温度、环境因子等指标,可以实时了解小麦实际生长状况,为实现小麦精准灌溉管理提供数据支持。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210202

  • 蒋梓淳,徐嘉昕,黄平,张珣,王思,刘忠友,边奕文,邓帆
    2021.33(2):24-30[摘要(72)][PDF(202.08 M)]   HTML[HTML]

    【目的 】 提取四川省粮食生产核心区川西平原油菜种植区域空间分布信息,分析种植区域的空间特征和面积变化,以期为四川省农业政策制定、产业结构进一步调整和优化提供参考。 【方法 】 文章将GF-1、Sentinel-2和Landsat-8全色波段影像和多光谱影像进行融合,分别得到空间分辨率为15 m、10 m和15 m的融合图像;利用最大似然分类法对融合图像的RGB假彩色图像进行地物分类,提取油菜种植区域信息。以Google Earth 发布的历史影像建立验证样区,通过目视解译提取油菜种植区域,验证遥感影像的提取精度。 【结果 】 获得了该地区2016年和2018年共2期油菜种植区域空间信息。川西平原油菜主要分布在北部、东北部、西部和南部浅丘地带,零散分布于中部平原地区。2018年油菜种植面积较2016年有所增长,主要增加区域在川西平原崇州市、大邑县、邛崃市等市县。 【结论 】 川西平原近年来油菜种植面积总体保持增长势态。四川省油菜产业的发展使得油菜种植区域差异化逐渐明显,需要进行针对性分析,因地制宜地研究和确定产业的战略目标与规划、区域农业产业化经营应遵循的法律或规则。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210203

  • 钱建平,陈世雄,杨鹏,张保辉,史云,余强毅,宋茜,吴文斌
    2021.33(2):31-38[摘要(111)][PDF(252.79 M)]   HTML[HTML]

    【目的 】 农业绿色发展已成为我国乃至全球可持续发展的重大战略方向,建立集长期观测、科学研究、试验示范和决策支撑为一体的农业绿色发展固定观测体系,有利于积累农业绿色发展的第一手资料、分析农业生产发展与生态环境变化间的规律、总结农业绿色发展模式、提高农产品全供应链绿色服务能力。 【方法 】 文章针对农业绿色发展数据支撑体系中存在的问题,分析了平台的核心需求,构建了平台总体框架,构建了核心观测指标,设计了平台运行流程并实现了平台功能。 【结果 】 以提升农业绿色技术观测试验数据管理水平为要求,构建了由数据中心、服务平台和业务模块组成的农业绿色技术观测试验数据平台总体架构;从土壤、水、空气、生长、投入品、产出、资源环境等方面分析了监测要素,并设计了不同监测要素下的详细指标及采集与监测方式;构建了由试验站采集人员、试验站操作人员、业务管理人员和平台管理人员等不同用户组成的平台运行流程;采用Java语言和微服务架构实现了试验站点、统计分析、绿色服务、数据管理等核心功能。 【结论 】 平台对于支撑农业绿色发展体系建设、积累绿色发展数据资源、量化评价试验方案、推广应用绿色模式均具有重要作用;后期将利用人工智能方法增强绿色发展模式评价、基于区块链技术提升试验数据共享程度。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210204

  • 熊泽豪,高欣宇,熊玉,熊海灵
    2021.33(2):39-48[摘要(89)][PDF(244.31 M)]   HTML[HTML]

    【目的 】 农业绿色发展已取得一定进展,但是我国农业面源污染和生态退化的趋势还尚未得到有效遏制。农业面源污染的一系列复杂特性,使得对其的治理难度较大,很难有效地对其防范治理和预警预测,同时非专业人员和普通大众很难根据有效途径对其进行深入了解。文章以网格化管理的思维,将农业面源污染相关环境信息进行可视化展示,为解决当前农业面源污染问题提供参考。 【方法 】 该文以重庆市、涪陵区、睦和村、南沱镇4个网格尺度为例,利用GIS技术、Vue.js、Leaflet.js和数据库等技术,构建重庆市多网格尺度农业面源污染风险评估可视化系统。系统主要有两大模块:风险评估可视化模块和地图操作模块,其中风险评估可视化模块又划分为4个不同网格尺度。 【结果 】 展示了由区县级的宏观到地块级的微观这4个网格尺度的农业面源污染环境情形,实现了用网格化管理的思维对农业面源污染的管理和决策提供参考。 【结论 】 研究有助于提高农业面源污染的可视化工作和管理水平,也提供了一个为非专业人员和普通大众深入了解农业面源污染的实现方案和传播途径。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210205

  • 张明宇,齐瑞锋,王强,刘峰
    2021.33(2):49-56[摘要(58)][PDF(175.09 M)]   HTML[HTML]

    【目的 】 在喷杆式喷雾机田间作业环境下,研究喷雾机喷杆的不同位置和不同高度对障碍物检测、识别和避障能力,以期为农业机械在大田作业中障碍物的检测和农机智能化控制提供新的思路。 【方法 】 文章采用三维固态激光雷达,利用卡尔曼滤波算法进行北斗和激光雷达采集数据的融合,以确定最终喷雾机主体的坐标系位置,利用体素化网格法和欧洲聚类法对相邻采样周期内雷达采集的数据进行过滤,聚类和分割,以确定障碍物的绝对位置,在此基础上,通过相对坐标转换获得障碍物的相对位置和高度状态。 【结果 】 结果表明:整个系统可以胜任喷杆式喷雾机的机械臂障碍物检测,该系统对障碍物的检测结果略有波动,但波动范围不大,这表明系统检测相对稳定。横向和纵向平均偏差率分别为3.93%和1.26%。20 m处垂直地面高度方向,平均偏差率为0.09%。 【结论 】 障碍物检测系统能够有效进行静态障碍物的检测与识别,并且通过检测结果能够获得障碍物的位置和高度信息,从而指导机械臂进行有效避障。但是系统对动态障碍物不能进行有效检测与识别,也不能检测障碍物的硬度和厚度等信息。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210206

  • 戴声佩,罗红霞,郑倩,胡盈盈,李茂芬,李海亮,禹萱
    2021.33(2):1-12[摘要(180)][PDF(317.53 M)]   HTML[HTML]

    【目的 】 分析2000—2020年海南岛橡胶林叶面积指数时空变化特征及其影响因素,为海南岛橡胶林种植长势监测、产量估算及空间优化提供科学参考。 【方法 】 文章选择长时间序列MODIS LAI数据,利用最大月值合成、线性趋势分析及空间分析方法。 【结果 】 (1)从季节变化特征来看,海南岛橡胶林LAI月值经历了一个波动变化过程,2月份到8月份持续增加,9月份到次年2月份持续降低,最低值出现在2月份,最高值出现在8月份,其值分别为2.98±1.62 m2m-2和6.16±1.08 m2m-2。从季节变化的空间分布来看,随着季节变化,海南岛橡胶林LAI呈现从海南岛西部向东部逐渐“变绿”的季节空间变化过程。(2)2000—2020年海南岛橡胶林LAI呈现波动增加趋势,分为3个阶段:2000—2006年持续增加,2007—2015年波动明显,2016—2020年明显增加。LAI增加的区域主要分布在海南岛西部儋州、白沙等市县,LAI减少的区域主要分布在琼中、万宁、三亚等市县。LAI显著增加、明显增加、轻微增加的面积分别为850 hm2、117 350 hm2和357 925 hm2,面积占比分别为0.15%、20.60%和62.83%;LAI显著减少、明显减少加、轻微减少的面积分别为7 350 hm2、7 525 hm2和10 700 hm2,面积占比分别为1.29%、1.32%和1.88%;LAI基本保持不变的面积为67 950 hm2,面积占比为11.93%。(3)海南岛橡胶林LAI在1—2月份出现明显降低的原因是由于海南岛处于纬度较高的热带地区,橡胶林受干旱气候和冷空气影响,表现出落叶林的特征,主要集中在温度较低的1月和2月,多数年份集中在2月初至2月中旬。海南岛橡胶林LAI年际变化受多种因素综合影响,既包含橡胶树年龄自然增长、气候变暖导致的生长季延长、CO2施肥效应等间接影响导致的LAI增加,也包括台风、暴雨、干旱等自然灾害影响导致的LAI减少,还可能受地形、海拔、坡度、坡向的长期效应导致的LAI年际变化趋势呈现空间差异。 【结论 】 利用卫星遥感数据能够快速获取、监测和分析大面积橡胶林叶面积指数,具有覆盖面积大、更新周期短、花费相对少等特点和无损、快速、大面积应用等优点,对于指导农林业生产具有十分重要的理论和应用价值。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210201

  • 狄艳,高懋芳,李强,游炯
    2021.33(2):13-23[摘要(96)][PDF(192.68 M)]   HTML[HTML]

    【目的 】 冠层温度是作物响应水分胁迫的重要指标,厘清小麦种植过程中冠层温度与土壤水分、周围环境因子之间的相互作用关系,对干旱监测、精准灌溉、智慧农业的发展有重要意义。 【方法 】 文章采用温室试验,通过自动连续观测土壤含水量、作物冠层温度、环境因子,分析小麦拔节期在不同水分处理下冠层温度和土壤含水量的关系。 【结果 】 (1)小麦拔节期日变化趋势与太阳辐射日变化基本一致。探索小麦拔节期冠层温度与土壤含水量相关性时,最佳观测时间为12:00—14:00;(2)冠气温差是判定小麦缺水的最佳指标,小麦冠气温差和土壤含水量线性拟合R=-0.63,表明冠层温度与土壤含水量呈负相关关系;(3)小麦拔节期冠层温度与环境因子密切相关,冠层温度与空气温度、太阳辐射存在显著正相关关系,与空气相对湿度和气压为负相关关系。 【结论 】 通过监测小麦冠层温度、环境因子等指标,可以实时了解小麦实际生长状况,为实现小麦精准灌溉管理提供数据支持。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210202

  • 蒋梓淳,徐嘉昕,黄平,张珣,王思,刘忠友,边奕文,邓帆
    2021.33(2):24-30[摘要(72)][PDF(202.08 M)]   HTML[HTML]

    【目的 】 提取四川省粮食生产核心区川西平原油菜种植区域空间分布信息,分析种植区域的空间特征和面积变化,以期为四川省农业政策制定、产业结构进一步调整和优化提供参考。 【方法 】 文章将GF-1、Sentinel-2和Landsat-8全色波段影像和多光谱影像进行融合,分别得到空间分辨率为15 m、10 m和15 m的融合图像;利用最大似然分类法对融合图像的RGB假彩色图像进行地物分类,提取油菜种植区域信息。以Google Earth 发布的历史影像建立验证样区,通过目视解译提取油菜种植区域,验证遥感影像的提取精度。 【结果 】 获得了该地区2016年和2018年共2期油菜种植区域空间信息。川西平原油菜主要分布在北部、东北部、西部和南部浅丘地带,零散分布于中部平原地区。2018年油菜种植面积较2016年有所增长,主要增加区域在川西平原崇州市、大邑县、邛崃市等市县。 【结论 】 川西平原近年来油菜种植面积总体保持增长势态。四川省油菜产业的发展使得油菜种植区域差异化逐渐明显,需要进行针对性分析,因地制宜地研究和确定产业的战略目标与规划、区域农业产业化经营应遵循的法律或规则。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210203

  • 钱建平,陈世雄,杨鹏,张保辉,史云,余强毅,宋茜,吴文斌
    2021.33(2):31-38[摘要(111)][PDF(252.79 M)]   HTML[HTML]

    【目的 】 农业绿色发展已成为我国乃至全球可持续发展的重大战略方向,建立集长期观测、科学研究、试验示范和决策支撑为一体的农业绿色发展固定观测体系,有利于积累农业绿色发展的第一手资料、分析农业生产发展与生态环境变化间的规律、总结农业绿色发展模式、提高农产品全供应链绿色服务能力。 【方法 】 文章针对农业绿色发展数据支撑体系中存在的问题,分析了平台的核心需求,构建了平台总体框架,构建了核心观测指标,设计了平台运行流程并实现了平台功能。 【结果 】 以提升农业绿色技术观测试验数据管理水平为要求,构建了由数据中心、服务平台和业务模块组成的农业绿色技术观测试验数据平台总体架构;从土壤、水、空气、生长、投入品、产出、资源环境等方面分析了监测要素,并设计了不同监测要素下的详细指标及采集与监测方式;构建了由试验站采集人员、试验站操作人员、业务管理人员和平台管理人员等不同用户组成的平台运行流程;采用Java语言和微服务架构实现了试验站点、统计分析、绿色服务、数据管理等核心功能。 【结论 】 平台对于支撑农业绿色发展体系建设、积累绿色发展数据资源、量化评价试验方案、推广应用绿色模式均具有重要作用;后期将利用人工智能方法增强绿色发展模式评价、基于区块链技术提升试验数据共享程度。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210204

  • 熊泽豪,高欣宇,熊玉,熊海灵
    2021.33(2):39-48[摘要(89)][PDF(244.31 M)]   HTML[HTML]

    【目的 】 农业绿色发展已取得一定进展,但是我国农业面源污染和生态退化的趋势还尚未得到有效遏制。农业面源污染的一系列复杂特性,使得对其的治理难度较大,很难有效地对其防范治理和预警预测,同时非专业人员和普通大众很难根据有效途径对其进行深入了解。文章以网格化管理的思维,将农业面源污染相关环境信息进行可视化展示,为解决当前农业面源污染问题提供参考。 【方法 】 该文以重庆市、涪陵区、睦和村、南沱镇4个网格尺度为例,利用GIS技术、Vue.js、Leaflet.js和数据库等技术,构建重庆市多网格尺度农业面源污染风险评估可视化系统。系统主要有两大模块:风险评估可视化模块和地图操作模块,其中风险评估可视化模块又划分为4个不同网格尺度。 【结果 】 展示了由区县级的宏观到地块级的微观这4个网格尺度的农业面源污染环境情形,实现了用网格化管理的思维对农业面源污染的管理和决策提供参考。 【结论 】 研究有助于提高农业面源污染的可视化工作和管理水平,也提供了一个为非专业人员和普通大众深入了解农业面源污染的实现方案和传播途径。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210205

  • 张明宇,齐瑞锋,王强,刘峰
    2021.33(2):49-56[摘要(58)][PDF(175.09 M)]   HTML[HTML]

    【目的 】 在喷杆式喷雾机田间作业环境下,研究喷雾机喷杆的不同位置和不同高度对障碍物检测、识别和避障能力,以期为农业机械在大田作业中障碍物的检测和农机智能化控制提供新的思路。 【方法 】 文章采用三维固态激光雷达,利用卡尔曼滤波算法进行北斗和激光雷达采集数据的融合,以确定最终喷雾机主体的坐标系位置,利用体素化网格法和欧洲聚类法对相邻采样周期内雷达采集的数据进行过滤,聚类和分割,以确定障碍物的绝对位置,在此基础上,通过相对坐标转换获得障碍物的相对位置和高度状态。 【结果 】 结果表明:整个系统可以胜任喷杆式喷雾机的机械臂障碍物检测,该系统对障碍物的检测结果略有波动,但波动范围不大,这表明系统检测相对稳定。横向和纵向平均偏差率分别为3.93%和1.26%。20 m处垂直地面高度方向,平均偏差率为0.09%。 【结论 】 障碍物检测系统能够有效进行静态障碍物的检测与识别,并且通过检测结果能够获得障碍物的位置和高度信息,从而指导机械臂进行有效避障。但是系统对动态障碍物不能进行有效检测与识别,也不能检测障碍物的硬度和厚度等信息。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210206

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