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冷害是造成作物严重损失和不可逆转伤害的灾害之一。为避免产量损失,可利用高通量表型选择耐寒胁迫的作物品种。如今,无损光谱图像分析已成为一种有效方法,并已广泛应用于高通量表型分析中,反映出植物结构组成,生长发育过程中的生理,生化特性和特征。本研究利用卷积神经网络(CNN)模型提取可见-近红外范围的特征光谱估计玉米幼苗的冷害。文中以五个品种的冷处理玉米幼苗的高光谱图像为研究对象。光谱范围为450-885 nm。高斯低通滤波和Savitzky-Golay平滑方法结合一阶导数进行光谱数据的预处理。从每种玉米幼苗选定的感兴趣区域获取3600个像素样本用于CNN建模。CNN模型建立后,从高光谱图像中提取400个像素样本作为每个品种的测试集。最后,通过分析分类准确度和计算效率确定一个CNN模型。CNN检测到的不同类型的玉米幼苗的冷害水平分别为W22 (41.8 %),BxM (35%), B73 (25.6%),PH207 (20%), Mo17 (14%),与化学方法的结果高度相关。两种方法检测结果的相关系数为0.8219。因此,研究证明基于CNN建模的光谱分析可以为玉米幼苗冷害监测提供参考。高光谱成像采集利用推扫式高光谱相机(PIKA II,Resonon)成像系统的整个结构感兴趣区域样本数据选择程序样本的3D光谱分布CNN和化学方法结果的比较结论自卷积神经网络发展以来,算法的高性能引起了学者的广泛关注。同时,有效识别作物病害是智能农业发展的需要,但是基于人工设计特征的识别模型准确度较低且稳定。基于这些问题,该研究利用CNN设计了5个玉米幼苗品种的冷害识别模型,详细的高光谱图像预处理方法,样本提取方法,以及深度卷积网络。在整个过程中,针对不同的输入数据建立不同的网络结构,获得图像分割结果。对于少量玉米幼苗冷害的情况,将卷积神经网络应用于玉米冷害监测模型,并...
发布时间: 2020 - 08 - 13
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INVASIVE SPECIES MAPPING USING LOW COST HYPERSPECTRAL IMAGERY Steven Jay1 – Research AssistantDr. Rick Lawrence1 – Associate ProfessorDr. Kevin Repasky2 – Associate ProfessorCharlie Keith2 – Research Assistant1Department of Land Resources and Environmental Science Montana State University – Bozeman2Department of Electrical & Computer Engineering Montana State University – Bozeman 128 AJM Hall Montana State University Bozeman, MT 59717 入侵物种的监测长久以来是一个耗时、昂贵且无效的工作。遥感是监测入侵物种的一种手段,然而,由于经费、时间和准确度的问题,限制了这种方法。 本研究评估了一款性价比较高的高光谱成像仪监测并区分坐落在草地生态系统的乳浆大戟(Euphorbia esul...
发布时间: 2016 - 09 - 05
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据英国《卫报》报道,相关研究已经确认,海冰消融会引发气温上升并形成恶性循环,而这一循环已经使得北极冰面消融速度超过预期。  该研究分析显示,海冰面积的缩小对北极地区不正常的暖化负有责任,并再次强调,在北极地区,海冰消融和气温升高已经形成一个正相关的关系,这将进一步加速海冰消融和全球变暖。  这一研究将重新引发关于北极地区已经超越一个关键临界点的话题,即海冰消融速度将会大大超过预期速度。大部分的预测表示,到2050年北极地区将会在夏季出现无冰现象,而有些研究模型则认为,北极冰面将会在十年内全部消失。  负责该研究的澳大利亚墨尔本大学的詹姆斯?斯克林(James Screen)说:“关于北极海冰临界点的问题至今还处于激烈的争论之中。我们的研究结果还不能证明北极已经越过这个临界点。我们能说明的是,目前在该地区出现的关于海冰与气温的强烈正相关关系只能增加进一步暖化和海冰消融的可能性。”  近几十年,北极地区的升温比世界其他地区要快两倍,也就是我们所说的“北极扩大”现象。一直以来有科学家怀疑海冰消融是主要诱因,但是其他因素,例如风向改变、云团改变和洋流改变都可能造成这一后果。  斯克林和他的同事伊恩?西蒙斯(Ian Simmonds)在《自然》杂志上撰文表示,他们已经利用新的数据证明了之前预测的海冰—气温关系确实存在。“由于缺乏北极地区的数据,之前的相关研究都进展迟缓。”...
发布时间: 2018 - 04 - 28
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在武汉召开的第七届中国城市森林论坛上,我国城市森林建设领域的专家学者,围绕“城市森林・低碳城市・两型社会”的主题,就发展城市森林和建设低碳生活环境进行深入探讨。在演讲中,他们畅谈了建设城市森林、打造低碳城市的理念与思路、对策与建议。  打造低碳城市 大有可为  专家们在演讲中说,发展城市森林、打造低碳城市,是促进经济增长方式转变的重要内容,是调整产业结构的有力举措,是消除个人碳足迹的有效途径。  中国林科院首席科学家盛炜彤介绍说,森林能够改善小气候,夏天防暑降温,冬天防寒保暖。森林能够固碳贮碳,是一个巨大的碳库,森林通过光合作用吸收二氧化碳,将碳贮存在木材和土壤中。木材可以代替石化燃料,可以代替钢、水泥、铝等高能耗材料,并降低二氧化碳排放量和能耗。在当前难以有效减少能耗和排放的情况下,发挥森林的“碳汇”作用,能够拓展城市生态环境容量,促进城市可持续发展。  中国科学院院士蒋有绪说,大规模植树造林,增加森林面积,加强森林管理,可以促进二氧化碳的吸收,增加森林碳汇能力。森林的吸碳减排作用巨大,效果明显,是工业直接减排所不可比拟的。城市森林植被所增加的碳汇,可以抵消其工业生产和社会消费排放碳总量中的相当一大部分。盛炜彤认为,我国许多城市在近郊或远郊有大面积丘陵山地的森林,这部分森林面积大,森林生长量和碳汇能力的潜力也很大,对于发展城市低碳潜力巨大。  蒋有绪认为,发展城市森林应当作为低碳...
发布时间: 2018 - 04 - 28
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日前,美国科学家找到了一种行之有效的方法,能使硅基太阳能电池具有足够的柔韧性,从而可使其包裹在一支铅笔粗细的物体之上或者附着在建筑物的窗户甚至汽车的玻璃表面。10月5日出版的《自然・材料》杂志报道了这一成果,并称该技术可将之前极易破碎的硅片转印到柔性材料之上,为传统的硅切片工艺提供了新的可能。  负责此项研究的伊利诺伊大学香槟分校的约翰・罗杰斯说,这项技术将为新型太阳能建筑的推广打开大门,“我们可使它足够的薄,然后将其‘转印’在一个塑料片上,从而将其制成可卷曲的系统,这样,类似于胶片厚薄的薄膜就可被贴附在建筑物的玻璃表面上。”  据了解,由于全球变暖和高油价的影响,依靠光电转换的太阳能电池被誉为最具希望的绿色能源之一。包括日本消费电子制造商夏普和德国Q-Cells在内的不少公司都在进行薄膜太阳能电池相关领域的研发。但相对于传统太阳电池,薄膜太阳能电池较低的光电转化效率一直是困扰业界的难题。  罗杰斯称,此项技术是以光电转换效率较高的单晶硅作为原料。为了克服单晶硅硅片极脆易碎的缺点,他们使用了一种特殊的蚀刻方法,能从较大的硅晶体上削下比传统的硅片薄10倍到100倍的超薄硅片。按其不同的厚薄程度可被应用于不同的领域。当硅片被削切下来之后,就会被一个装置拾起,然后将其像盖章一般“转印”到一个新材料的表面之上。最后,再用电气系统将这些如同细胞的太阳能电池连成整体。相对于传统的太阳能电池板,...
发布时间: 2018 - 04 - 28
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为什么海洋动物很少去海底,即便那儿有很多食物?意大利海洋生物学家说,数以万亿的深海病毒可能要对此负责,它们控制了世界上最深的食物链,这些病毒“居民”将碳和营养“圈”在了海底,使得其他海洋动物无法享用。    意大利曼切科技大学的罗伯特•丹瓦罗和他的研究团队收集了世界各地的几十份沉淀物样本。结果发现,每份沉积物顶部的几厘米处都包含大量病毒,平均每克沉淀物包含多达10亿个病毒,相当于在海底每平方米包含8万亿个病毒。而且无论这些沉积物样本是来自于相对浅(距离海面仅几百米)的大陆架还是距海面6000米的深渊,结论都是如此。沉积物上的病毒传染了处于食物链中最低级的原核生物。    通常,较大的生命机体吃掉原核生物来吸收营养物和碳,但是当原核生物被病毒传染时,情况就不同了。病毒破开原核生物,将其中的碳和营养融入水中。这就是人们所知的“病毒分流”,营养被分流到食物链上没有被感染的细菌处保留下来,致使这些细菌产生更多的细菌,“款待”更多的病毒。丹瓦罗发现,样本来源的地方越深,病毒越活跃。    这项新研究在所有的样本中发现,沉积物中的原核生物越多,存在的病毒就越多,研究团队因此得出结论说,病毒和原核生物相互喂养,而更大的生物体必须寻求其他能量来源,因此,它们避开了海底。    海洋滤过性微生物学之父、美国南加州大学的杰...
发布时间: 2018 - 04 - 28
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美国科学家说,全球暖化导致北极冰盖持续融化,8月的融冰面积,更创下卫星观测30年以来的第二大夏季融冰纪录。据新加坡《联合早报》8月29日报道,美国国家冰雪数据中心(NSIDC)说,8月26日的测量显示,冰盖面积只有526万平方公里,小于2005年9月21日的532万平方公里;这使它取代2005年的纪录,成为历来第二大的夏季融冰纪录。 总部设在科罗拉多的冰雪数据中心说,自8月1日以来,北极冰盖已缩小了206万平方公里。 冰盖融化的速度之快和面积之广,意味着它可能融化到小于2007年夏天的425万平方公里面积;该面积是卫星观测到的最小的北极冰盖面积。 由于距离夏末秋初还有好几个星期的时间,因此,冰盖的面积可能融化至小于2007年的水平。 冰雪数据中心说,在2007年夏末,北极冰盖已经比1979年至2000年间的平均723万平方公里面积,小了40%。 北极的融冰季节从6月中旬开始;9月中旬是冰盖缩小至最小面积的时候,而冰盖长得最快的时候,是3月中旬之前的冬天。 冰雪数据中心的冰河学家塞雷泽曾在6月底告诉法新社,今年9月的北极可能没有冰,那将是现代历史上的第一次。 他解释说:“北极地区现在是被非常薄的冰所覆盖,这层冰我们称为‘当年冰’,即夏天会融化的冰。” 他说,冰盖消失的几率是50%,而如果他的预测成真,“船...
发布时间: 2018 - 04 - 28
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多个地区地表温度将逼近50°C  据2008年第10期美国《地球物理学研究通讯》载文报道,联合国政府间气候变化研究专家小组近日发布《2007年度全球气候变化研究报告》,预测从1990年到2100年的一个多世纪时间里,地球表面平均气温将可能升高1.1°C至6.4°C,到本世纪末,地球表面可能出现极端炎热天气。  报告指出,由于全球温室气体的排放有增无减,自然生态破坏严重,全球变暖的趋势越发明显,地球表面温度不断升高,预计到21世纪末期,地球上很多地区的地表温度将逼近甚至超过50°C,将出现名副其实的灾难性天气。  荷兰皇家气候研究所的安德里亚•斯特尔研究小组长期跟踪研究全球气候变暖,他们研究的核心课题是:究竟地球何时会出现预测中的极端炎热天气。基于分布在多个国家的17个气温观测站多年来的研究数据,科学家们进行了严格的模拟归纳推理,最终得出了令人信服的研究结果:在本世纪末,世界上很多地区的地表温度都将超过50°C,尤其是澳大利亚、印度、中东、北非和南美地区。而且,由于特殊的地理位置,处在喜马拉雅山南麓的印度在本世纪前半段的气温升高速度将明显快于世界其他地区,并呈现出缓慢逐步升高的规律性,在2050年,印度的气温就可轻松突破48°C的高温。而在南欧和美国的绝大部分地区,2100年时平均温度才将超过40°C,届时法国南部...
发布时间: 2018 - 04 - 28
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近30年来,中国沿海海平面总体上升了9厘米;到2050年,中国沿海海平面还将比2000年上升13至22厘米……日前,国家海洋局发布了近期海洋领域取得的重大发现。         研究表明,近30年来中国沿海海平面总体上升了9厘米,其中,天津沿岸上升最快,为20厘米,上海次之,为12厘米,辽宁、山东、浙江都超过了10厘米,福建、广东较低,为5到6厘米。 总体趋势为“北高南低”,天津沿岸和长江三角洲地区上升较快,福建和广东沿岸上升较缓。根据预测,未来中国沿海海平面上升趋势还将进一步加剧,与2000年相比,2050年中国沿海海平面将上升13到22厘米。         此外,我国近海海冰也呈逐渐消融的趋势:从上世纪50年代初至80年代中期,渤海海冰等级平均为3级,80年代中期以后,随着气候变化,渤海海冰冰情偏轻,冰级变为年均2级,并且结冰面积减少了20%。1990年以后,渤海冰期从120天缩短为80天,大约减少了三分之一。初步分析,渤海海冰减少与中国近海海温升高的趋势是一致的。         研究显示,根据我国沿海16个海洋台站的海温资料分析表明,在最近43年(1963至2006年),我国沿海年平均海温大约上升了0.7°C。冬季增暖更显著,升幅达1...
发布时间: 2018 - 04 - 28
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节能环保在人们眼中似乎是一件费心费力的事情,而美国芝加哥展出的一座环保住宅却以种种鲜活实例告诉人们――原来环保可以如此简单。        美联社5日撰文,详尽介绍了这座住宅节能环保的各种创新理念。        环保住宅        这座环保住宅名为“聪明屋”,由建筑师米歇尔・考夫曼设计,占地232平方米,在美国芝加哥市科学和工业博物馆外向公众展出。        这次展览将持续到明年1月底,目的是向公众展示把环保理念融入的住宅以及日常生活并不是件困难事。     “聪明屋”的卫生间瓷砖由回收的酒瓶制作,木地板选用经久耐用的竹子制造,花园由收集在1135升水桶里的雨水喷灌。此外,露台由回收塑料制作,屋顶就是太阳能板。     “聪明屋”只消耗传统住宅不到一半的能量和三分之一的水。厨房台面和水槽由燃煤的副产品――粉煤灰制成。浴池的水被引入厕所用来冲马桶。       更妙的是,儿童卧室中有一辆自行车,孩子如果想玩电子游戏就必须先骑车30分钟给电池...
发布时间: 2018 - 04 - 28
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澳大利亚的最新研究发现,原始森林所储存的二氧化碳,比过去人们估计的高两倍,也比人工林的储存量多60%。     《联合早报》报道,澳大利亚科学家在研究“绿碳”及其在气候变化中扮演的角色后得出这个结论。绿碳存在于原始森林中,褐碳可在人工林或种植园中找到,灰碳存在于化石燃料,而蓝碳在海洋中。     澳大利亚国立大学科学家说,人类在应付全球暖化的问题时,低估了原始森林的影响及其绿碳的自然量(biomass)。     澳大利亚科学家在5日公布的报告中说:“在澳大利亚甚至全球,原始森林的碳含量都被低估了,因此,它们的经济价值和在政治决策中的重要性,都没有被恰当地反应出来。”     他们说,联合国政府间气候变化委员会(IPCC)和《京都议定书》都没有把人工林和原始林的碳含量区别开来。如果把原始森林的        碳自然量也计算在内,它的碳含量可以比现有的估计多两倍。目前,原始森林碳储量是根据人工林来计算的。        澳大利亚这份名为《绿碳,原始森林碳储量的角色》的报告说,对森林的不同定义也导致成...
发布时间: 2018 - 04 - 28
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