江西省自然科学基金(20122BAB204012)
- 作品数：57 被引量：621H指数：16
- 相关作者：郭熙赵小敏李伟峰孙凯张晗更多>>
- 相关机构：江西农业大学南京农业大学南昌师范高等专科学校更多>>
- 发文基金：江西省自然科学基金国家自然科学基金土壤与农业可持续发展国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：农业科学经济管理环境科学与工程自动化与计算机技术更多>>
- 基于可见-近红外光谱变量选择的土壤全氮含量估测研究被引量：14
- 2014年
- 【目的】变量选择是可见光-近红外光谱研究至关重要的步骤,通过分析可见光-近红外光谱不同特征的选择方法筛选出土壤全氮敏感波段,建立基于敏感波段的土壤全氮最佳预测模型,为土壤全氮的快速定量估算提供重要的理论指导依据。【方法】在红壤典型地区江西省吉安县采集代表性土壤样品120个,对可见光-近红外光谱采用主成分分析(PCA)、无信息变量消除(UVE)和无信息变量消除后结合连续投影(UVE-SPA)3种变量特征选择方法,建立基于不同变量选择的偏最小二乘回归(PLSR)模型、最小二乘-支持向量机(LS-SVM)、反向传播神经网络(BPNN)和遗传算法优化的反向传播神经网络(GA-BPNN)模型,从模型对预测集的预测精度分析不同变量选择方法对不同土壤全氮定量估算模型的差异。【结果】经UVE算法筛选后,光谱变量从200个减少至59个,其中可见光波段处10个,其余在近红外光谱的合频区和一倍频区,信息量丰富;进一步采用SPA进行变量选择,得到共线性最小的5个有效波长,分别为820、940、1 040、1 060和1 990nm;基于UVE变量选择建立的PLSR、BPNN、GA-BPNN和LS-SVM模型,经不同的土壤全氮的数据检验,预测精度最高的为LS-SVM,决定系数(R2)、均方根误差(RMSEp)和相对偏差(RPD)分别为0.7492、0.2921和1.8904;基于UVE-SPA特征选择建立的PLSR、BPNN、GA-BPNN和LS-SVM模型对预测集的验证表明,UVE-SPA提取的特征波段建立的LS-SVM建立模型预测效果最好,其建立的LS-SVM定量估算模型预测集的决定系数R2为0.7945,均方根误差RMSEp为0.2499相对偏差RPD为2.0009,模型稳定;基于PCA提取的7个主成分建立的LS-SVM、BPNN和GA-PBNN模型预测性能差,不能用于定量估算土壤全氮。对比相同的变量建立的GA-BPNN和BPNN,GA-BPNN预测性能比BPNN高。【结论】UVE-SPA变量选择方法结合LS-SVM模型能用来估算土壤中的全氮含量,同时UVE-SPA是一种有效的土壤�
- 杨梅花赵小敏
- 关键词：土壤全氮
- 基于环境因子和邻近信息的土壤属性空间分布预测被引量：7
- 2017年
- 为探索乡镇尺度上土壤属性空间分布预测的最佳方法,以江西省万年县齐埠镇为例,借助四方位搜索法、地统计学和遥感影像分析技术提取环境因子(地形因子和植被覆盖指数)和邻近信息[w(有机质)与w(速效钾)],构建OK法(普通克里金法)、RK1法(仅基于环境因子的回归克里金法)以及RK2法(基于环境因子和邻近信息的回归克里金法)对齐埠镇耕地表层(0~20 cm)土壤w(有机质)、w(速效钾)空间分布进行预测.结果表明:齐埠镇土壤w(有机质)平均值为35.03 g/kg,w(速效钾)平均值为96.73 mg/kg,均为中等空间变异性.对62个样点进行建模,16个测试样点进行独立验证的误差分析表明,RK2法对土壤w(有机质)、w(速效钾)预测结果的均方根误差、平均绝对误差和平均相对误差较OK法分别降低了18.05%、18.01%、21.77%和7.25%、9.49%、9.84%;较RK1法分别降低了22.48%、20.91%、22.02%和9.27%、12.61%、13.52%.研究显示,RK2法明显提高了土壤w(有机质)、w(速效钾)空间分布模拟精度,并且存在改进和提高的空间.
- 江叶枫孙凯郭熙叶英聪饶磊李伟峰
- 关键词：土壤属性
- 基于时间可达性的土地整治道路布局研究被引量：4
- 2017年
- 科学合理布局土地整治项目中的道路,能有效提高农户田间耕作出行便捷性和提升土地整治项目的满意度。以江西省樟树市阁山镇为研究区域,通过调研及数据收集,获取农户田间耕作出行方式数据,地形、地貌和土地利用现状数据,野外采样、室内化验得到耕地样点养分数据。借助Arc GIS 10.2软件平台,处理得到研究区时间可达性分布图;选取土地覆盖、地形、现状道路和耕地质量等4方面影响因素和8个影响因子,建立土地整治田间道路布局适宜性评价指标体系,生成土地整治田间道路布局适宜性分布图;最终形成土地整治田间道路布局优化方案。研究结果表明:基于农户田间耕作出行方式的调研数据得到的项目区可达性分布情况为土地整治田间道路布局优化方案提供了重要依据;GIS技术提高了土地整治道路布局优化方案的空间准确性;道路布局优化方案既方便了农户出行,又注重对耕地质量的保护。
- 叶英聪匡丽花赵小敏谢文郭熙
- 关键词：土地整治
- 近30a江西省农田土壤pH时空变化及其与酸雨和施肥量间关系被引量：28
- 2017年
- 论文以1979—1986年(以下简称1980S)江西省第二次土壤普查时期和2005—2012年(以下简称2010S)江西省测土配方施肥阶段这两个时期的pH数据成果为基础,运用ArcGIS对比分析30 a间江西省农田土壤pH的时空变化。结果表明:江西省农田土壤pH总体呈酸化趋势,2010S江西省农田土壤pH平均值为5.24,较30 a前的5.77下降了0.53;全省酸化趋向西南,其中酸化最突出的地区为赣州市,其次是鄱阳湖周边,特别是南昌市、鹰潭市,pH降幅较大;赣北局部地区农田土壤pH有所上升。定量分析氮施用量与酸雨对农田土壤酸化的影响,结果显示:氮施用量、酸雨强度的差异和农田土壤酸化程度在空间上存在一定的相关性,长期过量施用氮肥是江西省农田土壤酸化的主要原因,地区土壤pH酸化程度同氮肥施用量呈显著正相关,且在30 a间,施肥量每增加50 kg/hm^2,农田土壤pH下降0.26个单位;地区土壤pH酸化程度同酸雨pH值呈显著负相关,且随着酸雨pH值越低,农田土壤酸化速率越快。
- 李伟峰叶英聪朱安繁饶磊孙凯袁颉郭熙
- 关键词：土壤酸雨
- 江西省耕地土壤氮素空间变异特征及其影响因素被引量：9
- 2018年
- 为定量探讨省域尺度下土壤氮素空间变异特征及其影响因素。以江西省2012年测土配方施肥项目采集的16 582个耕地表层(0~20 cm)土壤样点数据,运用普通克里格、单因素方差分析与回归分析方法,对土壤氮素空间变异特征及其影响因素进行分析。结果表明:(1)江西省土壤全氮(TN)含量在0.26~3.75 g/kg之间,平均值为1.58 g/kg,变异系数为31.01%;碱解氮(AN)含量值域范围为11.60~399.70 mg/kg,平均值为164.31 mg/kg,变异系数为34.60%;二者均呈中等程度的变异性。(2)经半方差分析,TN与AN的变程分别为314.89和30.30 km,TN的空间自相关范围大而AN较小。(3)在空间分布上,高值区主要分布在新余市、抚州市与景德镇市。(4)回归分析与单因素方差分析结果表明,地形因子、耕地利用方式、成土母质、土壤类型和秸秆还田方式对土壤氮素空间变异影响极显著(P<0.01)。秸秆还田方式对土壤TN与AN空间变异的独立解释能力最高,分别为27.1%与4.2%,是影响江西土壤氮素空间变异的主要因素。
- 江叶枫饶磊郭熙叶英聪孙凯
- 关键词：土壤氮素影响因素
- 江西省红壤地区主要土壤类型的高光谱特性研究被引量：16
- 2018年
- 土壤光谱是土壤理化性质的综合反映,研究江西省红壤地区主要土壤类型的高光谱特性,对土壤的精准管理和土壤数字制图有重要意义。选择有代表性的吉安县、余江县、兴国县和湾里区,采集443个土壤表层土样,采用ASD光谱仪测量了其可见-近红外反射高光谱(350~2 500 nm)。对光谱进行连续统去除和二阶导数处理后,对四种主要红壤亚类及其土属的高光谱特性进行研究。然后选取反映成土母质、氧化铁(针铁矿和赤铁矿)、土壤有机质含量、黏土矿物等的光谱特征表现变量及高光谱反射率等共19个特征变量,对光谱进行Fastclus聚类分析。结果表明:红壤地区土壤不同亚类光谱反射率差异明显,620 nm^740 nm的特征吸收面积黄红壤>红壤>棕红壤>红壤性土,420 nm和447 nm的二阶导数差值黄红壤>棕红壤>红壤>红壤性土。棕红壤光谱在可见光-短波近红外光谱区域土壤反射率较高,位于1 900 nm范围的吸收强度较其他亚类宽浅。红壤性土光谱曲线最为陡峭,在近红外光谱区域土壤反射率最高,在1 400 nm、1 900 nm有较强的尖锐吸收峰,在2 200有超强吸收峰。红壤亚类光谱曲线整体走势与红壤性土亚类相似,但在900 nm、1 400 nm、1 900 nm和2 200 nm的吸收强度较红壤性土弱,反射曲线位置较高。不同亚类水稻土由于水淹时间的不同,其光谱特征差异较为明显,光谱反射率表现为淹育型水稻土>潴育型水稻土>潜育型水稻土,620 nm^740 nm的特征吸收面积潜育型水稻土>潴育型水稻土>淹育性水稻土,420 nm和447 nm的反射率二阶导数差值为淹育型水稻土>潴育性水稻土>潜育型水稻土,但均高于红壤。选取的特征变量对土壤进行亚类分类的准确率为86.23%,分类的准确度较高,而土属的准确率仅为66.37%。可见-近红外土壤光谱特征可以作为江西红壤地区主要土壤亚类划分的定量参考指标。
- 赵小敏杨梅花
- 关键词：土壤类型光谱特征红壤地区
- 近30年余干县耕地土壤碳氮比时空变异特征及其影响因素被引量：10
- 2018年
- 基于1982年余干县第二次土壤普查200个样点数据和2012年测土配方施肥项目423个样点数据,运用方差分析、相关性分析、回归分析和普通克里格法,结合成土母质、土壤类型、耕地利用方式、地形因子、pH、秸秆还田和氮肥施用量,探讨近30年来余干县耕地表层(0~20 cm)土壤碳氮比(C/N)时空变异特征及其影响因素.结果表明余干县1982年和2012年土壤C/N均值依次为10.05和11.18,变异系数分别为19.40%和25.04%,均呈中等程度的变异性.经半变异函数分析,块金效应值分别为15.91%和71.25%,表明土壤C/N由结构性因素和随机性因素共同作用变为更倾向于受随机性因素的主导作用.近30年来大部分区域土壤C/N增加明显,以东部区域增加最为显著.1982年土壤C/N空间变异主要受成土母质、土壤类型、地形因子和pH的影响,其影响程度依次为17.3%、14.2%、7.4%和2.3%.2012年土壤C/N空间变异受成土母质、土壤类型、耕地利用方式、地形因子、秸秆还田和氮肥施用量共同作用,其影响程度依次为8.7%、23.5%、28.2%、12.2%、12.6%和42.3%.
- 江叶枫钟珊李婕王澜珂郭熙
- 关键词：成土母质氮肥施用量
- 近30年江西省耕地土壤全氮含量时空变化特征被引量：33
- 2015年
- 以第二次土壤普查和测土配方施肥项目采集的大量土壤样品为基础,以GIS为技术工具,对江西省耕地土壤全氮的时空变化特征进行分析。研究结果表明:1985年和2012年江西省耕地土壤全氮含量在各设区市以及不同土壤类型之间均存在有较大的空间差异。1985年耕地土壤全氮含量最高的为萍乡市,最低的为九江市,空间变异最大为赣州市;2012年耕地土壤全氮含量较1985年整体提高了1个等级,全氮含量最高的为新余市,最低的为九江市,空间变异最大的为九江市。2012年水稻土全氮平均含量较1985年提高了7.24%;无论是在1985年还是2012年,水稻土全氮含量最高的为萍乡市,1985年水稻土全氮含量较低的三个设区市分别为吉安、赣州和九江,2012年则分别为九江、鹰潭和赣州。2012年旱地土壤全氮平均含量较1985年增加了43.88%,其中丰富级水平的土壤面积比例由1985年的7.38%提高至2012年的88.16%。
- 赵小敏邵华石庆华张佳佳
- 关键词：耕地土壤全氮
- 农村集体建设用地定级研究——以江西省锦江镇为例被引量：4
- 2018年
- 研究集体建设用地级别划分方法,对丰富集体建设用地定级理论体系,规范集体建设用地流转具有重要意义。以江西省锦江镇为例,采用多因素综合评定法从繁华程度、交通条件等7个方面初选影响集体建设用地质量的指标,再结合主成分分析法进一步分析确定最终定级指标和权重,运用总分频率直方图法将研究区划分为4个土地级别。结果表明:(1)通过主成分分析法最终选取了最具代表性的18个因子;采用加权求和法计算单元综合分值,综合分值分布在24.96~87.63,二级评价单元面积最多;(2)本次土地级别评定结果符合实际情况,具有较强的应用性和操作性,对引导当地农村土地利用具有重要意义;(3)多因素综合评定法和主成分分析法相结合的定级方法提高了传统集体建设用地定级方法的准确性和客观性,为有关技术规范的制定奠定了基础。
- 许婷饶磊赵小敏郭熙易丹黄心怡
- 关键词：农村集体建设用地指标体系主成分分析法
- 基于冠层高光谱信息的水稻生长监测应用研究进展被引量：10
- 2018年
- 水稻是我国主要的粮食作物,与传统的诊断方法相比,光谱与成像技术具有快速、准确、无损探测和获取水稻养分生理信息的优势,是水稻生长监测和田间精细化管理以及指导农业生产不可或缺的理论基础和关键技术。介绍高光谱技术常用的数据处理与变换方法、建模与模型验证方法,总结国内外近40年来光谱分析技术在叶面积指数、生物量、养分、叶绿素含量、植被指数、病虫害和水分等作物生长信息检测中的应用研究进展,剖析水稻光谱诊断技术亟待解决的问题,为提高水稻精确管理水平和实现精准农业提供技术支撑。最后指出,基于计算机视觉和图像处理技术,利用数码相机RGB(red,green,blue)和HSV(hue,saturation,value)等2种颜色模型以及在多因子交互作用条件下进行水稻参数分析是未来的发展趋势。
- 张晗赵小敏郭熙张佳佳叶春叶英聪欧阳真程王芳东李小毛
- 关键词：水稻数码相机
