玉米作物多光谱图像精准分割与叶绿素诊断方法研究

为了快速获取大田玉米作物长势信息,基于多光谱图像开展了大田玉米叶绿素指标的非破坏性诊断研究。应用自主开发的2-CCD多光谱图像感知系统,在田间采集玉米冠层可见光[Blue(B),Green(G),Red(R);400～700 nm]和近红外(Near-infrared: NIR,760～1 000 nm)图像,并使用SPAD同步测量样本叶绿素指标。采集后图像经自适应平滑滤波处理后,进行图像玉米植株提取。为了选择最优算法实现玉米植株与杂草、土壤背景的分割,首先比较了最大类间方差(OTSU)分割算法和局部阈值处理分割算法,选取了基于局部统计的可变阈值处理方法对玉米NIR图像进行初步分割,进而采用区域标记算法进行精细分割,分割准确率达95.59%。将分割结果应用于玉米植株可见光图像R,G,B各通道,从而实现了玉米植株多光谱图像中可见光图像的整体分割。基于分割后R,G,B和NIR四个通道的玉米冠层图像,提取了各通道图像灰度均值(A_NIR,A_Red,A_Green和A_Blue)并计算了归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)和绿色归一化植被指数(NDGI)作为光谱特征参数,建立了玉米冠层叶绿素指标诊断的偏最小二乘法回归模型。结果表明,建模R2达0.596 0,预测R2达0.568 5,该方法通过玉米多光谱图像特征参数评估叶片叶绿素含量,可为大田玉米长势监测提供支持。     

含二茂铁基希夫碱及其配合物的研究

本文报道了含二茂铁基希夫碱-1,2-亚乙基双(二茂铁甲酰基异丙亚胺)及其某些d,f过渡金属配合物的合成,并对其结构进行了表征。     

一种新型的多用途螯合剂——积二膦酸类化合物

积二膦酸类化合物(gem-diphosphonates)是同一碳原子上连接两个膦酸基团的有机化合物。它们的第一个代表1-羟基乙义-1,1-二膦酸(EHDP)的合成,在1897年已有报道,但直到本世纪60年代对其理化特性和生理功能进行了较多研究后才逐渐引起重视。由于2     

微量乐果农药残留比色光谱快速检测方法

为快速、安全地检测常用有机磷农药乐果的残留,根据乐果含有硫基,和氯化钯反应生成黄色络合物硫化钯的原理,使用乙酸代替常用的浓盐酸溶解氯化钯,配置成氯化钯乙酸溶液作为比色剂,与不同浓度的乐果乳油分别发生显色反应。采集显色反应后溶液的吸光度谱图表明：用乙酸代替浓盐酸作为氯化钯溶剂效果更理想,在300～900 nm波段的吸收光谱可以区分0.5 mg·kg-1的农药浓度,满足国标GB2763—2012规定的部分水果及蔬菜中农残的检测要求。随机配置40个0.5～88 mg·kg-1样本浓度,对比SG等预处理效果,分别用PCA和PLS方法建立预测模型,30个作为建模集,10个作为验证集。在350～900 nm波段建立的模型相关系数r较低。根据吸光度谱图计算出乐果的相关系数在458 nm处达到最大值0.957 2,由此分别选取特征区间453～463和400～600 nm。经过比较得出以下结论：经过SG等预处理后,在400～600 nm波段,使用PLS方法建立的模型在主成分为4时最优,其训练集r=0.994 1,RMSEP=2.770,验证集r=0.9933,RMSEP=2.214。该方法操作安全,显色反应时间为2 min,为进一步研究快速、安全的有机磷农药实用检测仪器提供了理论与技术支撑。     

CdSe量子点荧光增敏法测定甘草酸

以巯基乙酸为稳定剂水相法一步合成了CdSe量子点,并以此量子点为荧光探针,基于甘草酸(GL)对量子点的荧光增强效应,建立了一种简便、快速、灵敏测定GL的分析方法,同时对GL与CdSe量子点的反应机理进行了初步探讨.考察了多种因素对GL测定的影响.结果表明,在pH 7.4的Na2 HPO4 - NaH2 PO4缓冲溶液中...     

基于介孔Fe3O4@mSiO2@Cu2+磁性纳米粒子的固相萃取-高效液相色谱法测定水中微囊藻毒素

通过水热合成和常温合成的方法制备了介孔Fe₃O₄@mSiO₂@Cu²⁺磁性复合纳米粒子(NPs),其具有均匀的尺寸大小、良好的磁性能和特异的选择性。本研究将合成的NPs用作磁性固相萃取(MSPE)介质,结合高效液相色谱(HPLC)发展了一种测定水样品中痕量微囊藻毒素MC-LR的方法。在优化MSPE和HPLC条件后,该方法在0.1~15 μg/L范围内呈现良好的线性,线性相关系数(r)为0.9994,检出限为0.025 μg/L,定量限为0.082 μg/L。进一步将该方法用于水样中痕量藻毒素分析,结果发现回收率达到78%。这一结果表明:制得的磁性纳米粒子具有良好的萃取性能,可有效用于水样中痕量藻毒素的测定。     

冬枣光谱数据的灰色关联分析及叶片氮素含量预测

采用灰色理论对冬枣叶片氮素含量和光谱反射率之间进行了灰度关联分析,分析结果显示波长560,678以及786 nm处的光谱反射率(G560,R678,NIR786)与冬枣叶片氮素含量之间的灰色关联度最高。利用上述三个特征波段光谱反射率计算得到的植被指数共计9个。进一步运用灰色系统理论分析了九种植被指数与叶片氮素含量的灰色关联度,结果显示：归一化植被指数(NDVI)、绿色比值植被指数(GRVI)、归一化差异绿度植被指数(NDGI)、绿色归一化植被指数(GNDVI)和组合归一化植被指数(CNDVI)等5个指数与叶片氮素含量的灰色关联度较高。利用3个特征波段的光谱反射率和5个关联度较高的植被指数,分别采用最小二乘支持向量机(LS-SVM)以及GM(1,N)模型建立了冬枣叶片氮素含量预测模型。结果表明,采用特征波段光谱反射率(G560,R678,NIR786)建立的冬枣叶片氮素含量GM(1,N)模型的精度最高,预测R2达0.928,验证R2达0.896。     

近红外光谱的玉米种子穗腐病特征提取与判别模型研究

玉米种子穗腐病是危害玉米产量的主要病害之一。利用近红外光谱开展了玉米种子穗腐病判别模型研究。246粒玉米种子由吉林省农业科学院海南育种基地提供,其中96粒玉米种子为穗腐病染病样本,其他150粒玉米种子为同种玉米正常样本。利用MATRIX-Ⅰ型傅里叶近红外光谱仪采集了样本800～2 500 nm范围的近红外光谱信息,并对样本近红外光谱数据利用多元散射校正（MSC）进行预处理。结合玉米内部有机物质的近红外光谱的敏感波段和样本近红外光谱吸收峰挑选了4个优选区间,并采用相关系数法(CA)、连续投影算法（SPA）和竞争性自适应重加权算法（CARS）三种不同原理的特征波长提取算法分别提取了4（1 362,1 760,2 143和2 311 nm）、5（1 227,1 310,1 382,1 450和1 728 nm）和10（1 232,1 233,1 257,1 279,1 313,1 688,1 703,1 705,2 302和2 323 nm）个特征波长。以提取得到的特征波长作为玉米种子穗腐病判别模型输入变量,用0-1（染病-正常）表示样本染病状况作为输出真实值建立支持向量机（SVM）模型,使用网格搜索法结合十折交叉验证法对模型参数进行优化。结果表明,CA-SVM,SPA-SVM和CARS-SVM三种判别模型中训练集和测试集建模准确率均在90%以上。该研究成果为玉米种子病害诊断装置提供了模型基础,且针对优选区间进行特征波长选择的方式也可以为建立其他种子病害判别模型提供参考。     

铜纳米粒子在碳纳米管上的原位生长及对过氧化氢电催化性能的研究

采用一种温和且有效的方法,将聚丙烯酸非共价修饰到碳纳米管上,并以其为模板,在碳纳米管上原位均匀的生长铜纳米粒子,制备了铜/聚丙烯酸/碳纳米管(Cu/PAA/CNT)纳米复合材料,并以此材料构建了一种新型的非酶H2O2传感器,研究了其对H2O2的电催化行为。结果表明:铜纳米粒子较均匀的生长在碳纳米管上,制备的纳米复合材料修饰到电极表面对H2O2表现出良好的电流响应,可实现对H2O2的灵敏测定,其响应电流与H2O2的浓度在1.9×10-6～8.0×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限达6.3×10-7mol/L。     

分享经济环境下制造业产能分享的三群体演化博弈分析

制造业产能分享的兴起,改变了传统的制造模式,打破了原有制造业系统的平衡。为研究制造业产能分享参与群体的决策行为,在产能分享平台具有网络外部性、制造企业具有接入成本且博弈群体均具有有限理性的假设条件下,构建了“产能分享平台-制造业产能所有企业-制造业产能需求企业”三个博弈群体的演化博弈模型。运用演化博弈理论分析了模型的演化稳定策略,探讨了制造企业接入成本、产能分享平台的网络外部性系数等对此动态系统稳定性的影响,给出了演化稳定策略的经济和管理意义。最后,用数值仿真对比分析不同参数变化对演化结果的影响,为产能分享平台和制造企业的行为决策提供理论参考依据。