收藏本站
《浙江大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

利用生态因子和遥感分区对小麦品质监测的研究

王大成  
【摘要】:生态因子是影响小麦品质形成的重要因素,本论文通过综合利用生态因子和遥感分区进行小麦籽粒蛋白质含量遥感监测,以期提高监测精度。以北京地区冬小麦为研究对象,开展以下研究: (1)基于神经网络的冬小麦蛋白质含量关键生态因子的筛选分析,针对影响冬小麦主要品质--蛋白质的百分含量,利用神经网络算法,确定了各个因子对品质影响力的大小并将其定量化表达;(2)利用所筛选的决定小麦品质关键生态因子,基于各个因子分别与其权重叠加的结果与各个因子不考虑权重叠加的结果两种分区模型进行区划研究,选择最优的区划模型实现了北京地区优质冬小麦品质等级分类的区划;(3)针对不同的分区构建综合生态因子和遥感信息的小麦品质监测模型,并与单一遥感监测模型、生态因子模型对比,选择最优的小麦品质监测模型,以期实现北京地区小麦品质的遥感监测。本研究对于增强小麦品质遥感监测机理、提高精度具有重要意义。 研究取得的主要成果表现在以下几个方面: 1.基于神经网络的冬小麦蛋白质含量关键生态因子初步分析 利用北京地区具有代表性的小麦种植点的气象数据和土壤养分数据,通过神经网络方法来评估温度、降雨、光照和土壤养分含量等因子对小麦籽粒蛋白质含量影响的相对重要程度。研究表明,影响北京地区冬小麦籽粒蛋白质含量的主要因素依次有:蜡熟初期(6月6日至6月10日)的光照时间、气温大于32℃的天数、土壤碱解氮含量、整个灌浆期即籽粒形成关键期(5月上旬至6月上旬)的平均气温、灌浆期后期(5月26日至5月30日)的平均气温、灌浆期中后期(5月下旬至6月上旬)≥0℃的积温、乳熟期(6月1日至6月5日)的平均气温、灌浆期中后期(5月下旬至6月上旬)的温差、灌浆期中后期(5月下旬至6月上旬)的降雨量和土壤有机质含量;针对关键因子利用神经网络模型制作了响应曲线以反映蛋白质含量随生态因子的变化趋势。 2.基于遥感与地理信息系统的北京地区冬小麦品质分区的研究 在ARCGIS支持下,利用影响冬小麦蛋白质含量的各个关键生态因子进行空间插值,将点状关键因子数据空间化,建立多因子空间数据库,根据神经网络对每一因子计算出的RATIO设定一个权重值多层叠加,在ENVI环境下,用气象因子和土壤因子分层分析、整合各种因素,比较等权重和差异权重两种分区模型的分区结果,最终作出北京地区冬小麦品质分区的各种区域的不同分类;并对分类结果进行了分析。 3.基于分区的小麦品质形成关键期蛋白质含量遥感监测 以北京地区的主推冬小麦品种--中优206籽粒蛋白质为研究对象,利用遥感数据提取北京地区冬小麦不同生育时期多种植被指数(VIs)和中优206籽粒蛋白质进行相关性研究,结果表明:5月11日的NDVIgreen值与籽粒蛋白质相关性最好且达极显著水平,因此该时期为建立冬小麦遥感品质监测模型的最佳时相。利用生态环境数据和光谱数据分别构建了冬小麦光谱品质模型、生态环境品质模型以及光谱与生态环境综合品质模型;通过对冬小麦光谱品质模型、生态环境品质模型以及光谱与生态环境综合品质模型预测效果进行F检验,表明各模型均达到极显著水平;但是与其它两种模型相比,光谱与生态环境综合品质模型的决定系数(R2)有明显的提高,并且相对均方根误差(RRMSE)和相对误差(RE)降低,且降幅度较大。说明光谱与生态环境综合品质模型比单纯的生态环境品质模型和光谱品质模型有较好的预测效果。再进一步的五类分区建立模型的研究中,细分的模型各个精度都比整体模型精度有不同程度的提高,其中最优质区域预测精度为91.6%,二类区89.3%,三类区85.6%,四类区83.6%,品质最差区域为92.2%;对比发现,分区域建立模型在预测精度上比整体模型预测分别提高了12%、10.5%、7.3%、11.7%和14.3%。因此,利用遥感和生态环境数据建立模型进行冬小麦品质分区监测是可行的,且精度更高。 本研究的创新点包括: 1.引入非线性的神经网络研究冬小麦蛋白质含量与生态因子间的复杂关系,定量分析了影响冬小麦蛋白质含量关键的生态因子。 2.构建了基于关键生态因子的权重的冬小麦品质分区模型,使品质分区更科学合理。 3.提出了综合生态因子和遥感数据进行冬小麦品质遥感监测方法,并构建了综合模型,提高了冬小麦籽粒蛋白质含量监测精度。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S512.1

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 宋亚斌;高分辨率遥感影像LAI定量估测[D];中南林业科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐恒永,赵振东,刘爱峰,刘建军,张存良,毕德锋,杭新杰,张怀友;氮肥对优质专用小麦产量和品质的影响Ⅱ氮肥对小麦品质的影响[J];山东农业科学;2001年02期
2 王旭清,王法宏;栽培措施和环境条件对小麦籽粒品质的影响[J];山东农业科学;1999年01期
3 贾振华,李华,姜子英;施肥对小麦产量与品质形成影响的研究 Ⅰ、追施氮肥时期对产量与蛋白质同步形成的影响[J];北京农学院学报;1988年02期
4 王红娟;姜加虎;黄群;;基于知识的洞庭湖湿地遥感分类方法[J];长江流域资源与环境;2008年03期
5 王增裕;王健;卢少源;李宗智;;冬小麦品种氮素及干物质积累分配研究[J];河北农业大学学报;1989年02期
6 王增裕,王健,卢少源,李宗智,孙馥亭,金亚臣;不同类型小麦品种的氮素积累与籽粒灌浆研究——Ⅰ氮素积累的动态研究[J];河北农业大学学报;1990年02期
7 陈沈斌;种植业可持续发展的支持系统——农作物卫星遥感估产[J];地理科学进展;1998年02期
8 赵庚星,窦益湘,田文新,张银辉;卫星遥感影像中耕地信息的自动提取方法研究[J];地理科学;2001年03期
9 童依平,李继云,李振声;不同小麦品种(系)吸收利用氮素效率的差异及有关机理研究Ⅱ.影响吸收效率的因素分析[J];西北植物学报;1999年03期
10 李明霞,千怀遂;中国水稻遥感估产区划研究[J];地域研究与开发;1996年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李存军;区域性冬小麦籽粒蛋白含量遥感监测技术研究[D];浙江大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;The Construction of Orange Drought Warning Model——A Case Study of Beibei Orangery in Chongqing City[J];Asian Agricultural Research;2011年03期
2 赵振东;刘建军;董进英;;山东省小麦品种蛋白质含量与质量状况分析[J];山东农业科学;1992年05期
3 徐恒永,赵振东,刘爱峰,刘建军,张存良,毕德锋,杭新杰,张怀友;氮肥对优质专用小麦产量和品质的影响Ⅱ氮肥对小麦品质的影响[J];山东农业科学;2001年02期
4 徐恒永,赵振东,刘爱峰,刘建军,张存良,毕德锋,晁岳华,耿金茹;群体调控对济南17号小麦品质的影响[J];山东农业科学;2001年04期
5 李永庚,于振文,梁晓芳,赵俊晔,余松烈;山东省强筋小麦种植区划研究[J];山东农业科学;2001年05期
6 朱连先,吕建华,刘建军,宋建民,刘爱峰;国内外小麦品质改良现状与趋势及山东省发展优质小麦的对策[J];山东农业科学;2002年01期
7 刘爱峰,张臣良,王运智,彭永夏,刘建军,吴祥云,赵振东;基因型与环境对小麦品质性状的影响[J];山东农业科学;2002年03期
8 杜春莲;不同栽培条件对小麦籽粒品质和产量的影响研究[J];山东农业科学;2003年04期
9 王东,于振文,张永丽,张珍;收获时期对优质强筋冬小麦籽粒产量和品质的影响[J];山东农业科学;2003年05期
10 王旭清,王法宏,李升东,于振文,李增嘉;垄作栽培对小麦产量和品质的影响[J];山东农业科学;2003年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蒋跃林;张庆国;张仕定;岳伟;姚玉刚;;大气CO_2浓度升高对小麦营养品质的影响[A];食品安全的理论与实践——安徽食品安全博士科技论坛论文集[C];2005年
2 汪震;洪津;张冬英;罗军;;液晶可调谐滤光片在遥感探测中的应用研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
3 程芳芳;查菲娜;彭记永;李红卫;;中牟优质小麦精细化农业气候区划[A];经济策论(上)[C];2011年
4 ;The Prediction of Rice Leaf's Nitrogen Content based on Leaf Spectrum on the Heading Stage[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 于瑞宏;朱超;刘廷玺;;遥感技术在湖泊水体提取中的应用和展望[A];全国水资源合理配置与优化调度及水环境污染防治技术专刊[C];2011年
6 汪沛;罗锡文;周志艳;臧英;;甘蔗缺水诊断指标研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7 张恒;李刚;;基于GIS及RS天津滨海新区城市空间增长格局研究[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
8 龚绍琦;王鑫;沈润平;刘振波;李云梅;;滨海盐土重金属高光谱遥感研究[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
9 徐涵秋;杜丽萍;;遥感建筑用地信息的快速提取[A];全国国土资源与环境遥感应用技术研讨会论文集[C];2009年
10 燕志明;;“3S”的现状与发展展望内蒙古科技大学高等职业技术学院[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姚凤娟;施氮和花后灌溉对强筋小麦籽粒产量和品质的调控效应[D];山东农业大学;2009年
2 屈会娟;砂姜黑土区小麦玉米轮作秸秆全量还田对冬小麦的生理生态效应[D];安徽农业大学;2010年
3 陈雁;可见光遥感图像分割与提取研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 陈春雷;多尺度林业遥感数据融合技术的应用研究[D];北京林业大学;2011年
5 郑光辉;江苏部分地区土壤属性高光谱定量估算研究[D];南京大学;2011年
6 姚伏天;基于高斯过程的高光谱图像分类研究[D];浙江大学;2011年
7 丁晓东;农田养分流失风险评价及养分平衡管理研究[D];浙江大学;2010年
8 石媛媛;基于数字图像的水稻氮磷钾营养诊断与建模研究[D];浙江大学;2011年
9 邓睿;多源遥感数据和GIS支持下的台风影响研究[D];浙江大学;2010年
10 李爱民;基于遥感影像的城市建成区扩张与用地规模研究[D];解放军信息工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 柴彦君;鄂北岗地不同品种冬小麦氮效率差异性的研究[D];华中农业大学;2010年
2 谢正鹏;武汉市典型城市湖泊湿地植物群落生物量研究[D];华中农业大学;2010年
3 褚坤燕;棉花氮肥利用效率研究[D];华中农业大学;2010年
4 胡红;矿区植物胁迫作用与遥感信息提取[D];山东科技大学;2010年
5 马明勇;环境胁迫对莲草直胸跳甲生存与繁殖的影响[D];中南林业科技大学;2009年
6 侯洪升;基于SPOT5高分辨率影像的城市新增建设用地监测研究[D];山东农业大学;2009年
7 孟范玉;不同品质类型小麦HMW-GS积累及GMP粒度分布对灌浆期高温胁迫的响应[D];山东农业大学;2010年
8 李慧;土壤水分和灌溉水配置对冬小麦产量及水氮利用效率的影响[D];山东农业大学;2010年
9 王广昌;施氮量对小麦氮素代谢及籽粒谷蛋白大聚合体粒度分布的调节效应[D];山东农业大学;2010年
10 贾殿勇;水分运筹对强筋小麦籽粒产量和品质的调控效应[D];山东农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 席建超,张红旗,张志强;应用遥感数据反演针叶林有效叶面积指数[J];北京林业大学学报;2004年06期
2 林文鹏;赵敏;张翼飞;柳云龙;刘冬燕;高峻;;基于SPOT5遥感影像的城市森林叶面积指数反演[J];测绘科学;2008年02期
3 韩桂华;王强;刘丹丹;;基于多角度遥感物理模型的叶面积指数反演[J];测绘科学;2010年03期
4 杜春雨;范文义;;有效叶面积指数与真实叶面积指数的模型转换[J];东北林业大学学报;2010年07期
5 刘宇光,金明,冯钟葵,李晓辉;SPOT数据反演地物辐射亮度和反射率的基础研究[J];地球信息科学;2005年02期
6 黄健熙,吴炳方,曾源,田亦陈;水平和垂直尺度乔、灌、草覆盖度遥感提取研究进展[J];地球科学进展;2005年08期
7 徐全芝,张万昌,刘三超,赵登忠,蒋建军;黑河流域叶面积指数的遥感反演[J];干旱区研究;2003年04期
8 方秀琴,张万昌;叶面积指数(LAI)的遥感定量方法综述[J];国土资源遥感;2003年03期
9 蔡博峰;绍霞;;基于PROSPECT+SAIL模型的遥感叶面积指数反演[J];国土资源遥感;2007年02期
10 陈艳华;张万昌;雍斌;;基于TM的辐射传输模型反演叶面积指数可行性研究[J];国土资源遥感;2007年02期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 江辉;基于多源遥感的鄱阳湖水质参数反演与分析[D];南昌大学;2011年
2 王军邦;中国陆地净生态系统生产力遥感模型研究[D];浙江大学;2004年
3 郭立;深部硬岩岩爆倾向性动态预测模型及其应用[D];中南大学;2004年
4 张金区;珠江三角洲地区地表热环境的遥感探测及时空演化研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2006年
5 张彦林;基于3S技术的山东省森林蓄积量定量估测研究[D];北京林业大学;2008年
6 李刚;呼伦贝尔温带草地FPAR/LAI遥感估算方法研究[D];中国农业科学院;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 赵凯;基于BP神经网络的外汇自动交易系统的设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
2 韩菁;多传感器数据融合技术在火灾探测中的应用研究[D];重庆理工大学;2011年
3 李永亮;杉木红边参数估算叶绿素含量模型研究[D];中南林业科技大学;2011年
4 茅荣正;基于Landsat图像的LAI信息提取研究[D];南京师范大学;2004年
5 易宏杰;BP网络原理及应用研究[D];中国海洋大学;2004年
6 申晓瑜;北京常见园林植物叶面积指数模型研究[D];北京林业大学;2007年
7 范楠楠;基于星载高光谱Hyperion数据的LAI信息提取[D];东北林业大学;2007年
8 廖文东;基于BP神经网络蠕墨铸铁性能建模及其应用[D];上海交通大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 田纪春;邹琦;张忠义;梁作勤;陈德富;;山东省近期推广小麦品种的品质分析与分类[J];山东农业科学;1990年02期
2 赵振东;刘建军;董进英;;山东省小麦品种蛋白质含量与质量状况分析[J];山东农业科学;1992年05期
3 赵君实;荆淑民;王法宏;;山东小麦生态区划的研究[J];山东农业科学;1992年06期
4 李永庚,于振文,梁晓芳,赵俊晔,余松烈;山东省强筋小麦种植区划研究[J];山东农业科学;2001年05期
5 王旭清,王法宏;栽培措施和环境条件对小麦籽粒品质的影响[J];山东农业科学;1999年01期
6 秦武发,李宗智;生态因素对小麦品质的影响[J];北京农业科学;1989年04期
7 贾振华,李华,姜子英;施肥对小麦产量与品质形成影响的研究 Ⅰ、追施氮肥时期对产量与蛋白质同步形成的影响[J];北京农学院学报;1988年02期
8 蒋纪芸,阎世理,潘世禄,杨惠侠,翟允褆;品种、栽培条件对旱地小麦产量及其品质的影响[J];北京农学院学报;1988年02期
9 张立言,李雁鸣,李振国;氮磷化肥用量与配比对冬小麦籽粒产量和品质的影响[J];北京农学院学报;1988年02期
10 赵俊三,赵耀龙;GIS发展的最新趋势及其应用前景[J];测绘工程;2000年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 高玉蓉;基于决策树的土地利用现状信息提取研究[D];浙江大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张羽,习广清;汉中主要小麦种质资源高分子量谷蛋白亚基组成分析[J];麦类作物学报;2005年05期
2 王保川;;提高小麦品质的栽培原理及措施[J];山西农业(致富科技);2008年10期
3 陈为堂;张明欣;高丽华;葛晓梅;时延玉;;鲁东南小麦优质高产栽培技术[J];农业科技通讯;2011年04期
4 李永照;赵龙;;青海高原春小麦品质初步分析[J];青海农林科技;1987年02期
5 李宗智;;国外小麦品质育种现状[J];河北农业科学;1989年01期
6 杨益众,林冠伦,胡长富;麦蚜危害后对小麦品质影响的研究[J];昆虫知识;1991年02期
7 ;小麦品质的新评定[J];西部粮油科技;2000年04期
8 赵玉山;侯东红;;小麦品质影响因素分析及提高小麦品质对策[J];小麦研究;2001年04期
9 吴昆仑;小麦高分子量麦谷蛋白亚基组成与小麦品质的关系[J];青海农林科技;2002年04期
10 姚振刚,张庆江,张会娟;提高国产专用小麦品质的稳定性 促进优质小麦产业持续发展[J];中国种业;2003年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱德泉;蒋德云;王继先;周杰敏;;微波干燥对小麦品质的影响[A];食品安全的理论与实践——安徽食品安全博士科技论坛论文集[C];2005年
2 曾江海;张玉铭;胡春胜;王智平;;氮磷平衡施用的土壤氮素动态和改善小麦品质的功效[A];《氮素循环与农业和环境》专辑——氮素循环与农业和环境学术讨论会论文集[C];2001年
3 王纪华;黄文江;赵春江;杨敏华;王之杰;;光谱反射率在小麦品质监测上的应用研究[A];成像光谱技术与应用研讨会论文集[C];2002年
4 曾江海;张玉铭;;氮磷平衡施用的土壤氮素动态和改善小麦品质的功效[A];氮素循环与农业和环境学术研讨会论文(摘要)集[C];2001年
5 黄高宝;郭丽琢;宋家宝;;水肥运筹对不同种植方式小麦品质的影响[A];全国立体农业与庭院经济学术讨论会文集[C];2004年
6 刘媛媛;王瑞芳;;布拉班德粉质仪在小麦品质分析中的应用[A];科技、工程与经济社会协调发展——河南省第四届青年学术年会论文集(下册)[C];2004年
7 高翔;董剑;张改生;仝胜利;雷玲;;小麦F_1籽粒高分子量谷蛋白亚基遗传的数量表现特征[A];中国作物学会2006年学术年会论文集[C];2006年
8 王志和;李春喜;;加强小麦产后加工转化研究促进小麦产业化开发[A];全国农业优化种植结构发展优质高效农产品学术讨论会文集[C];2000年
9 ;我国商品小麦品质测定报告[A];食品论文汇编[C];1985年
10 于振文;;我国小麦生产现状与发展小麦生产能力的思考[A];全国小麦栽培科学学术研讨会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 郑昊;我省今年小麦收购工作进展顺利[N];陕西日报;2008年
2 杨力 唐义军 李长亚;如何保证弱筋小麦品质[N];农民日报;2004年
3 林枫;安徽入库小麦二等以上居多,白麦近半数[N];粮油市场报;2008年
4 中国农业大学 刘广田;关注小麦品质 加强科研攻关[N];农民日报;2000年
5 陈马;有了最低保护价 小麦为何还卖难[N];江苏农业科技报;2006年
6 史润生 姚乐琴;运城小麦总产可达8.6亿公斤[N];粮油市场报;2004年
7 本报记者 罗兵前;农民享受小麦涨价带来的成果[N];江苏农业科技报;2007年
8 史润生;山西小麦产区新陈小麦价差拉大[N];粮油市场报;2006年
9 冯国明;小麦防倒“化控”措施[N];湖北科技报;2006年
10 记者 雷汉发通讯员 赵中宝;河北栾城:强筋小麦品质全国领先[N];经济日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王大成;利用生态因子和遥感分区对小麦品质监测的研究[D];浙江大学;2011年
2 张宏纪;相同HMW-GS组分小麦品质差异原因及提高品质方法的研究[D];东北农业大学;2002年
3 吕晓波;小麦近等基因系HMW-GS 2+12和5+10对蛋白组分和品质的效应[D];东北农业大学;2004年
4 杨红卫;小麦品质分析的信号处理方法研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
5 李巧云;小麦高分子量谷蛋白亚基1Bx13和1By16单克隆抗体制备及其应用研究[D];首都师范大学;2006年
6 耿惠敏;夏繁用于构建小麦遗传群体的可行性及1BL/1RS易位系影响高分子量谷蛋白亚基遗传的研究[D];四川农业大学;2007年
7 李桂萍;小麦—簇毛麦6VS/6AL易位染色体的遗传效应研究[D];南京农业大学;2007年
8 康志钰;贮藏蛋白与小麦品质的关系研究[D];甘肃农业大学;2003年
9 赵辉;花后高温和水分逆境对小麦籽粒品质形成的生理影响[D];南京农业大学;2006年
10 孙宪印;不同环境下小麦籽粒形态性状及微营养物质含量的QTL分析[D];山东农业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 阚翠姝;改善小麦品质的微波处理技术[D];河南工业大学;2012年
2 尚加英;小麦A、B淀粉特性及其与小麦品质关系研究[D];河南工业大学;2011年
3 宁东峰;黄淮海地区冬小麦水氮高效利用栽培技术研究[D];中国农业科学院;2010年
4 董勤各;秸秆粉碎与化肥混施对冬小麦水分利用的影响[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2010年
5 张洋;冬小麦水氮高效利用基因型差异的生理机制研究[D];西北农林科技大学;2010年
6 齐林;冬小麦夏大豆种植方式与水分利用关系研究[D];山东农业大学;2010年
7 李建楠;氮、硫肥对小麦品质的影响[D];西北农林科技大学;2011年
8 伍利;硫氮配施对冬小麦物质积累转运及产量的调控效应研究[D];河南农业大学;2010年
9 雷艳;调亏灌溉和氮营养对冬小麦生长和水氮利用的影响[D];西北农林科技大学;2010年
10 柴彦君;鄂北岗地不同品种冬小麦氮效率差异性的研究[D];华中农业大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026