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    中国农业科学院农业资源与农业区划研究所

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  • 2021年 第33卷 第4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:2021-08-25

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    2021年 第33卷 第4期
    刊出日期:2021-08-25
      
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  • 任丽雯,王兴涛,杨华,程倩,李兴宇,王润元
    2021.33(4):1-12[摘要(252)][PDF(673.30 M)]   HTML[HTML]

    【目的】 对石羊河流域的旱情进行监测,找出更能体现区域旱情变化趋势和适宜石羊河流域的监测指数,为业务化干旱监测打好基础,提供科学手段,也为该区农业生产和防灾减灾提供决策依据。【方法】 文章基于HJ-1A/B的CCD和IRS数据,针对2018年石羊河流域出现的一次较为严重的春旱,采用3种遥感旱情监测指数(TVDI、VSWI、VHI)进行监测,并结合实测土壤湿度进行相关性分析并建立模型。【结果】 3种指数均能反映出研究区域旱情的发生发展及变化过程。其中,3—4月VSWI指数与土壤湿度的相关性最高,相关系数分别为-0.85(P<0.001)和-0.89(P<0.001);5月旱情缓解后,TVDI指数与土壤湿度的相关性高于VSWI和VHI指数,相关系数为-0.76(P<0.001)。将监测点划分为水浇地和旱地两种类型,TVDI指数适用于反演水浇地的土壤墒情;对于旱地类型,3种指数均可以用来反映旱地土壤墒情。建立土壤湿度与3种遥感指数的关系模型,3—4月VSWI指数建立的模型调整后的R2最高,分别为0.72和0.79,模型的平均绝对误差和均方根误差均低于10%。5月旱情得到缓解后,TVDI指数建立的模型调整后的R2在0.58以上,高于VSWI和VHI指数。【结论】 TVID指数更适用于墒情较好的区域进行土壤湿度的反演,VSWI指数则适合在干旱时期进行干旱监测和反演土壤湿度。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210401

  • 黄青,杜彦彦
    2021.33(4):13-20[摘要(187)][PDF(551.16 M)]   HTML[HTML]

    【目的】 蝗灾突发性强,传统地面调查及生物学模型方法在时间、空间上不能满足精准防控的需求,且对历史数据依赖度高,利用高分辨率遥感数据监测蝗虫栖息生境的变化,从而实现蝗灾及时、快速监测,对治蝗防蝗具有重要意义。【方法】 文章以埃及南部蝗灾常发区为研究区,基于Sentinel-2卫星数据和地面气象数据、土地利用数据、行政区划数据等,监测植被生长季植被指数及植被覆盖度变化,实现埃及地区蝗虫发生地、发生程度的快速评估。【结果】 2019年6—7月,埃及南部植被覆盖区蝗灾受灾面积比例约为12%,中度及重度以上面积不超6%,整体受灾不严重。【结论】 不依赖于历史数据,从短期植被覆盖度变化入手,可以动态监测蝗灾变化,总体时效性较强、效果较好。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210402

  • 王祺智,高懋芳
    2021.33(4):21-30[摘要(181)][PDF(58551.87 K)]   HTML[HTML]

    【目的】 农业生态多维绩效包括农业生态效率、农业生态承载力、农业生态敏感性、农业生态环境质量和可持续发展能力等,对其进行客观全面的评价能够有效管理农业生产经营方式,为农业决策系统提供支持,有助于可持续发展战略的落实。【方法】 文章分别从评价体系构建、评价指标获取和评价方法选择三方面总结现阶段农业生态多维绩效评价研究进展,并结合国内外实证研究,探究其成果在农业信息化中的应用潜力。【结果】 研究结果表明,农业生态多维绩效研究在国内倾向于作为农业生产者管理农业生产经营方式的数据基础,在国外则偏重农业生态信息系统的创新与模拟。【结论】 该文从适用于小农耕作特点的体系构建,研究结果的完善与推广和农业信息技术的具体应用3个角度提出展望,旨在为我国农业管理与决策以及农业信息化进程提供新思路。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210403

  • 吕阳,李奇峰,丁露雨,马为红,高荣华,余礼根
    2021.33(4):31-39[摘要(176)][PDF(54867.71 K)]   HTML[HTML]

    【目的】 肉牛采食行为包括卷食、咀嚼、卷食—咀嚼等几种次级行为。监测肉牛次级采食行为有助于评估牛只的健康状况和营养水平。文章旨在利用加速度传感器研究肉牛次级采食行为识别方法,对比不同监测部位对次级采食行为识别的影响。【方法】 将加速传感器安装在肉牛的鼻子、右颌、左嘴3个部位,检测次级采食行为的加速度信号,经过衍生变量函数计算,扩充数据维度,使用ExtraTreesClassifer选择出9种重要特征,运用XGBoost算法识别肉牛采食次级行为(卷食、咀嚼、卷食—咀嚼、其他),最后使用HMM-viterbi算法修正次级行为识别结果。【结果】 XGBoost和HMM-viterbi在鼻子、右颌、左嘴3个部位识别的平均结果相同,XGBoost识别的平均准确率、精确率、F1得分和召回率分别为0.95、0.93、0.93和0.93,HMM-viterbi修正后识别的平均准确率、精确率、F1得分和召回率均为0.99。因此,运用HMM-viterbi模型可以有效修正行为识别结果。在XGBoost识别结果中,鼻子部位识别次级行为的得分较高,考虑长期佩戴传感器的稳定性,推荐采用鼻子作为检测部位。【结论】 在肉牛鼻子部位佩戴加速度器,利用XGBoost结合HMM-viterbi的方法可以自动识别肉牛次级采食行为。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210404

  • 孙艺伟,郭婷,戴红君,任妮
    2021.33(4):40-52[摘要(176)][PDF(584.79 M)]   HTML[HTML]

    【目的】 为智慧农业领域的决策和技术研发提供信息支撑。【方法】 文章以智慧农业领域专利的申请年、国家、申请人、IPC分类号等数据为分析对象,对智慧农业领域技术研究的发展趋势、分布国家/地区、主要申请人和研究主题进行了分析。【结果/结论】 全球智慧农业技术仍处于成长期,近年来专利申请量增长迅速;我国既是智慧农业相关专利的主要技术来源国,也是专利的主要布局国;国内专利申请主要集中在江苏省、广东省、浙江省、山东省、安徽省等东南部经济较发达地区;申请人中企业申请人的专利数量最多,但是高产和高质量申请人主要是大专院校、科研单位以及部分国外企业;申请人集中度经历了先上升再下降的趋势,领域的竞争态势趋向激烈;不同申请人专利的法律状态、技术布局差异较大;全球智慧农业领域专利聚类共形成智慧种植、智慧养殖、智慧装备、环境控制、数据感知、数据传输、机器视觉和灌溉等几个研究主题。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210405

  • 王博祺,张保辉,范蓓蕾,史云
    2021.33(4):53-61[摘要(229)][PDF(64473.47 K)]   HTML[HTML]

    【目的】 农村宅基地制度改革是国家全面推进乡村振兴战略实施的重要任务,但目前普遍存在宅基地基础数据缺失等问题,迫切需要加快推进宅基地基础信息调查各项工作。【方法】 文章详细分析了党中央对推进农村宅基地相关改革工作的指示与当前改革工作的各项要求,明确了加快推进宅基地基础信息调查工作的重大作用,结合当前农村宅基地制度改革试点工作中宅基地基础信息调查的相关要求与薄弱环节,以及结合农村不动产权籍调查等相类似工作,提出了宅基地基础信息调查工作的优化方法。【结果】 该文着重于宅基地基础信息调查工作的总体思路、工作重点与技术方法,围绕调查成果的推广应用提出了相应建议。【结论】 加快实施宅基地基础信息调查工作,有助于宅基地改革试点县全面摸清宅基地基本情况、利用现状,形成宅基地基础信息数据库,为建设宅基地管理信息系统和实现宅基地数字化管理提供重要基础数据,也为宅基地制度改革目标的实现提供基础数据支撑。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210406

  • 贾旭飞,郑建乐,孙凯,张志超,丁超
    2021.33(4):62-72[摘要(167)][PDF(556.97 M)]   HTML[HTML]

    【目的】 根据农用地分等成果,开展耕地质量提升潜力测算和整治分区研究,探索提升耕地质量建设效益的有效途径。【方法】 文章以河北省唐山市四区为研究区,基于2017年农用地分等成果数据,构建国家自然质量等与利用等别可提升潜力模型,而后进行可实现潜力分析与整治分区。【结果】 研究区内国家自然等和利用等的现实等别较低,提升潜力较大;通过将表层土壤质地、灌溉保证率、土壤有机质含量、排水条件、盐渍化程度和剖面构型等6项分等因素提升至理论最高值,国家自然质量等别提高的总面积为80 330.04 hm2。其中,国家自然质量等别提高4等的总面积为3 371.04 hm2,全部集中在古冶区;提高1~3等的总面积为76 959.00 hm2,集中在丰南区和丰润区。通过将表层土壤质地等6项分等因素提升至理论最高值,国家利用等别提高的总面积为84 361.18 hm2。依据排列组合原理和国家利用等别可实现潜力提升区叠加分析,研究区内耕地质量限制组合因素为灌溉保证率+土壤有机质型、剖面构型+表层土壤质地型、剖面构型+灌溉保证率型、盐渍化程度+排水条件型、灌溉保证率型。【结论】 可为高标准农田建设项目选址布局提供技术支撑。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210407

  • 任丽雯,王兴涛,杨华,程倩,李兴宇,王润元
    2021.33(4):1-12[摘要(252)][PDF(673.30 M)]   HTML[HTML]

    【目的】 对石羊河流域的旱情进行监测,找出更能体现区域旱情变化趋势和适宜石羊河流域的监测指数,为业务化干旱监测打好基础,提供科学手段,也为该区农业生产和防灾减灾提供决策依据。【方法】 文章基于HJ-1A/B的CCD和IRS数据,针对2018年石羊河流域出现的一次较为严重的春旱,采用3种遥感旱情监测指数(TVDI、VSWI、VHI)进行监测,并结合实测土壤湿度进行相关性分析并建立模型。【结果】 3种指数均能反映出研究区域旱情的发生发展及变化过程。其中,3—4月VSWI指数与土壤湿度的相关性最高,相关系数分别为-0.85(P<0.001)和-0.89(P<0.001);5月旱情缓解后,TVDI指数与土壤湿度的相关性高于VSWI和VHI指数,相关系数为-0.76(P<0.001)。将监测点划分为水浇地和旱地两种类型,TVDI指数适用于反演水浇地的土壤墒情;对于旱地类型,3种指数均可以用来反映旱地土壤墒情。建立土壤湿度与3种遥感指数的关系模型,3—4月VSWI指数建立的模型调整后的R2最高,分别为0.72和0.79,模型的平均绝对误差和均方根误差均低于10%。5月旱情得到缓解后,TVDI指数建立的模型调整后的R2在0.58以上,高于VSWI和VHI指数。【结论】 TVID指数更适用于墒情较好的区域进行土壤湿度的反演,VSWI指数则适合在干旱时期进行干旱监测和反演土壤湿度。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210401

  • 黄青,杜彦彦
    2021.33(4):13-20[摘要(187)][PDF(551.16 M)]   HTML[HTML]

    【目的】 蝗灾突发性强,传统地面调查及生物学模型方法在时间、空间上不能满足精准防控的需求,且对历史数据依赖度高,利用高分辨率遥感数据监测蝗虫栖息生境的变化,从而实现蝗灾及时、快速监测,对治蝗防蝗具有重要意义。【方法】 文章以埃及南部蝗灾常发区为研究区,基于Sentinel-2卫星数据和地面气象数据、土地利用数据、行政区划数据等,监测植被生长季植被指数及植被覆盖度变化,实现埃及地区蝗虫发生地、发生程度的快速评估。【结果】 2019年6—7月,埃及南部植被覆盖区蝗灾受灾面积比例约为12%,中度及重度以上面积不超6%,整体受灾不严重。【结论】 不依赖于历史数据,从短期植被覆盖度变化入手,可以动态监测蝗灾变化,总体时效性较强、效果较好。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210402

  • 王祺智,高懋芳
    2021.33(4):21-30[摘要(181)][PDF(58551.87 K)]   HTML[HTML]

    【目的】 农业生态多维绩效包括农业生态效率、农业生态承载力、农业生态敏感性、农业生态环境质量和可持续发展能力等,对其进行客观全面的评价能够有效管理农业生产经营方式,为农业决策系统提供支持,有助于可持续发展战略的落实。【方法】 文章分别从评价体系构建、评价指标获取和评价方法选择三方面总结现阶段农业生态多维绩效评价研究进展,并结合国内外实证研究,探究其成果在农业信息化中的应用潜力。【结果】 研究结果表明,农业生态多维绩效研究在国内倾向于作为农业生产者管理农业生产经营方式的数据基础,在国外则偏重农业生态信息系统的创新与模拟。【结论】 该文从适用于小农耕作特点的体系构建,研究结果的完善与推广和农业信息技术的具体应用3个角度提出展望,旨在为我国农业管理与决策以及农业信息化进程提供新思路。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210403

  • 吕阳,李奇峰,丁露雨,马为红,高荣华,余礼根
    2021.33(4):31-39[摘要(176)][PDF(54867.71 K)]   HTML[HTML]

    【目的】 肉牛采食行为包括卷食、咀嚼、卷食—咀嚼等几种次级行为。监测肉牛次级采食行为有助于评估牛只的健康状况和营养水平。文章旨在利用加速度传感器研究肉牛次级采食行为识别方法,对比不同监测部位对次级采食行为识别的影响。【方法】 将加速传感器安装在肉牛的鼻子、右颌、左嘴3个部位,检测次级采食行为的加速度信号,经过衍生变量函数计算,扩充数据维度,使用ExtraTreesClassifer选择出9种重要特征,运用XGBoost算法识别肉牛采食次级行为(卷食、咀嚼、卷食—咀嚼、其他),最后使用HMM-viterbi算法修正次级行为识别结果。【结果】 XGBoost和HMM-viterbi在鼻子、右颌、左嘴3个部位识别的平均结果相同,XGBoost识别的平均准确率、精确率、F1得分和召回率分别为0.95、0.93、0.93和0.93,HMM-viterbi修正后识别的平均准确率、精确率、F1得分和召回率均为0.99。因此,运用HMM-viterbi模型可以有效修正行为识别结果。在XGBoost识别结果中,鼻子部位识别次级行为的得分较高,考虑长期佩戴传感器的稳定性,推荐采用鼻子作为检测部位。【结论】 在肉牛鼻子部位佩戴加速度器,利用XGBoost结合HMM-viterbi的方法可以自动识别肉牛次级采食行为。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210404

  • 孙艺伟,郭婷,戴红君,任妮
    2021.33(4):40-52[摘要(176)][PDF(584.79 M)]   HTML[HTML]

    【目的】 为智慧农业领域的决策和技术研发提供信息支撑。【方法】 文章以智慧农业领域专利的申请年、国家、申请人、IPC分类号等数据为分析对象,对智慧农业领域技术研究的发展趋势、分布国家/地区、主要申请人和研究主题进行了分析。【结果/结论】 全球智慧农业技术仍处于成长期,近年来专利申请量增长迅速;我国既是智慧农业相关专利的主要技术来源国,也是专利的主要布局国;国内专利申请主要集中在江苏省、广东省、浙江省、山东省、安徽省等东南部经济较发达地区;申请人中企业申请人的专利数量最多,但是高产和高质量申请人主要是大专院校、科研单位以及部分国外企业;申请人集中度经历了先上升再下降的趋势,领域的竞争态势趋向激烈;不同申请人专利的法律状态、技术布局差异较大;全球智慧农业领域专利聚类共形成智慧种植、智慧养殖、智慧装备、环境控制、数据感知、数据传输、机器视觉和灌溉等几个研究主题。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210405

  • 王博祺,张保辉,范蓓蕾,史云
    2021.33(4):53-61[摘要(229)][PDF(64473.47 K)]   HTML[HTML]

    【目的】 农村宅基地制度改革是国家全面推进乡村振兴战略实施的重要任务,但目前普遍存在宅基地基础数据缺失等问题,迫切需要加快推进宅基地基础信息调查各项工作。【方法】 文章详细分析了党中央对推进农村宅基地相关改革工作的指示与当前改革工作的各项要求,明确了加快推进宅基地基础信息调查工作的重大作用,结合当前农村宅基地制度改革试点工作中宅基地基础信息调查的相关要求与薄弱环节,以及结合农村不动产权籍调查等相类似工作,提出了宅基地基础信息调查工作的优化方法。【结果】 该文着重于宅基地基础信息调查工作的总体思路、工作重点与技术方法,围绕调查成果的推广应用提出了相应建议。【结论】 加快实施宅基地基础信息调查工作,有助于宅基地改革试点县全面摸清宅基地基本情况、利用现状,形成宅基地基础信息数据库,为建设宅基地管理信息系统和实现宅基地数字化管理提供重要基础数据,也为宅基地制度改革目标的实现提供基础数据支撑。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210406

  • 贾旭飞,郑建乐,孙凯,张志超,丁超
    2021.33(4):62-72[摘要(167)][PDF(556.97 M)]   HTML[HTML]

    【目的】 根据农用地分等成果,开展耕地质量提升潜力测算和整治分区研究,探索提升耕地质量建设效益的有效途径。【方法】 文章以河北省唐山市四区为研究区,基于2017年农用地分等成果数据,构建国家自然质量等与利用等别可提升潜力模型,而后进行可实现潜力分析与整治分区。【结果】 研究区内国家自然等和利用等的现实等别较低,提升潜力较大;通过将表层土壤质地、灌溉保证率、土壤有机质含量、排水条件、盐渍化程度和剖面构型等6项分等因素提升至理论最高值,国家自然质量等别提高的总面积为80 330.04 hm2。其中,国家自然质量等别提高4等的总面积为3 371.04 hm2,全部集中在古冶区;提高1~3等的总面积为76 959.00 hm2,集中在丰南区和丰润区。通过将表层土壤质地等6项分等因素提升至理论最高值,国家利用等别提高的总面积为84 361.18 hm2。依据排列组合原理和国家利用等别可实现潜力提升区叠加分析,研究区内耕地质量限制组合因素为灌溉保证率+土壤有机质型、剖面构型+表层土壤质地型、剖面构型+灌溉保证率型、盐渍化程度+排水条件型、灌溉保证率型。【结论】 可为高标准农田建设项目选址布局提供技术支撑。
    Doi:10.12105/j.issn.1672-0423.20210407

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