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张小虎: 作品数：30 被引量：224H指数：7; 供职机构：南京农业大学更多>>; 发文基金：国家科技支撑计划国家自然科学基金资源与环境信息系统国家重点实验室开放基金更多>>; 相关领域：自动化与计算机技术天文地球农业科学经济管理更多>>

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一种管理田块的矩形格网构建方法: 本发明公开了一种管理田块的矩形格网构建方法，以在大田中获取的土壤采样点数据为数据，建立基于半方差分析和二值线性规划的矩形格网分区。本发明改善现有管理分区方法，确定最优的管理格网尺寸、保证分区结果的均质性并提高了规则格网构...; 张小虎张杰蒋理邱小雷黄芬朱艳; 文献传递

作物生长模型(CropGrow)研究进展被引量：25: 2020年; 农业信息技术是基于信息技术与农业科学的交叉融合而形成的新兴技术,催生了数字农业和智慧农业的快速发展。作物生长模型作为其核心内容之一,可以动态模拟作物生长发育过程及其与气候因子、土壤特性和管理技术之间的关系,从而有效克服传统农业生产管理研究中较强的时空局限性,为不同条件下的作物生产力预测预警与效应评估等提供量化工具。本文重点介绍笔者团队在作物生长模型的构建与应用方面形成的总体技术方法、最新研究进展及未来发展思考。通过20多年系统深入的探索和实践,本团队以小麦、水稻等作物为主要对象,以"生理机制解析-模型算法构建-生产力动态预测-效应定量评估-模拟平台研发"为主线,综合运用系统分析、动态建模、虚拟现实、情景模拟及决策支持等方法,开展了作物生长模型CropGrow的构建与应用研究。首先,利用系统分析方法与动态建模技术,构建了机理性与预测性兼备的综合性作物生长模型(CropGrow),包括阶段发育与物候期、器官发生与建成、光合生产与物质积累、同化物分配与产量品质形成、养分动态、水分平衡以及作物三维形态建成与虚拟显示等子模型,可数字化、可视化表征不同条件下作物生长发育与生产力形成过程;然后,结合地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术,构建了基于模型、GIS和RS有效耦合的区域作物生产力预测技术;进一步量化了气候变化、品种更新、土壤改良、措施优化对区域作物生产力形成的影响,拓展了适宜方案生成、理想品种设计、气候效应评估、耕地利用评价以及农业政策制定等应用技术;最后,运用构件化程序设计思想,基于作物生产数据库、作物模型构件库等,集成开发了基于模型的数字化、可视化作物生长模拟系统与决策支持平台,实现了数据管理、参数优化、生长模拟、遥感耦合; 朱艳汤亮刘蕾蕾刘兵张小虎邱小雷田永超曹卫星; 关键词：作物生长模型决策支持

麦田巡检机器人: 本实用新型公开了一种麦田巡检机器人，其特征在于它包括机器人底盘(1)，机器人底盘(1)的顶部前端装置激光雷达(2)、第二深度相机(3)、GNSS主天线(4)，机器人底盘(1)的顶部后端装置GNSS定向天线(5)，机器人底...; 张小虎闫腾飞李彦乔仲康邱小雷姚霞倪军朱艳田永超曹卫星

基于Triple Collocation方法的微波土壤水分产品不确定性分析与时空变化规律研究被引量：2: 2020年; 土壤水分是连接地—气系统的重要状态变量,微波遥感为准确获取大面积土壤水分信息提供新的技术手段。准确解读微波土壤水分产品质量、深入了解其误差的时空分布特征是通过数据同化等方法将其融入陆面模型,从而成功应用于地球科学领域的重要先决条件。基于Triple Collocation(TC)方法检验了风云三号C星(FY-3C)、土壤水分主被动卫星(SMAP)及高级微波散射计(ASCAT)这3种常用微波土壤水分产品在中国陆域的质量,并通过Hovm?ller图评估了3套产品捕捉土壤水分时空变化的能力。结果显示:①TC方法得到的分析结论与地面实测资料的验证结果一致,整体上SMAP优于ASCAT和FY-3C,不同土地利用类型下SMAP信噪比均最高,三者的TC信噪比分别为1.668 dB、-0.316 dB和-2.182 dB,同时三者与实测值的相关系数分别为0.514、0.501和0.209;②FY-3C和ASCAT产品的精度在中国西北地区整体优于南部地区,3种产品均能较好地刻画土壤水分随纬度和经度变化的情况,3种产品展现的季节波动整体高于实测,其中FY-3C的季节波动在3种产品中最为剧烈;③FY-3C的质量比ASCAT和SMAP更易受到植被影响,但在裸土区FY-3C优于ASCAT。本研究基于TC分析提供了全国范围内3种主流微波土壤水分产品的误差和信噪比的空间分布,并通过Hovm?ller图评估了其描述土壤水分时空变化的能力。研究结论可为微波土壤水分产品的同化研究提供一定参考。; 范悦邱建秀董建志张小虎王大刚; 关键词：风云三号 TRIPLE COLLOCATION 土壤水分

区域尺度农业管理分区的无监督特征选择与破碎度优化算法被引量：4: 2020年; 针对区域尺度管理分区指标筛选与分区破碎问题,提出基于指标相关性聚类的无监督过滤式指标选择方法 FSCC(feature selection based on correlation clustering algorithm,FSCC)与基于一致性和完整性的指标优化方法(consistency and integrityoptimization,CIO)。以中国主要冬小麦种植区为研究区域,气象、土壤、地形等小麦生长相关指标为数据源,研究区域从大到小划分为4个尺度,首先选用最大方差、拉普拉斯得分2种传统过滤式特征选择方法与FSCC分别进行4个尺度的管理分区指标筛选,对比基于3种方法筛选指标集构建的管理分区划分结果,评价FSCC分区指标选择方法;其次,设计指标优化算法,对4个尺度筛选的指标集分别进行一致性与完整性分析与优化。结果表明:相较最大方差法和拉普拉斯得分法,FSCC筛选指标的分区效果具有较好表现,如皋2.5km处,其评价指标模糊性能指数(FPI)、归一化分类熵(NCE)和修正分离熵(MPE)均低于另外2种方法 52.44%、49.45%和49.52%;CIO在如皋、南通尺度下有效剔除分区破碎指标,分区完整性明显,除南通10 km外,CIO比FSCC的指标集,FPI、NCE、MPE分别平均低0.078、0.061、0.082,相对提升了FSCC的分区效果。; 黄芬朱金诚张小虎刘通宇朱艳; 关键词：农业管理分区过滤式

基于机器学习和多颜色空间的冬小麦叶片氮含量估算方法研究被引量：15: 2020年; [目的]基于冠层图像可见光颜色分量进行冬小麦叶片氮含量(leaf nitrogen concentration,LNC)估算的算法研究,旨在为构建LNC估算模型提供方法借鉴。[方法]用Olympus E-620单反相机采集不同种植条件(2个品种、2个种植密度、3个氮处理)下2年生育期(2013年和2014年)的小麦冠层图像。基于H颜色分量的K-means聚类分割冠层图像,分别提取3个颜色空间HSV、L*a*b*和RGB的3种基础颜色分量值,作为输入参数;分别使用多元线性回归(multivariate linear regression,MLR)、支持向量回归(support vector regression,SVR)、随机森林(random forest,RF)构建LNC估算模型,以决定系数R 2和均方根误差(root mean square error,RMSE)为评价指标;10×10嵌套交叉验证法分析3个颜色空间下各算法模型的拟合能力与泛化性能。[结果]单颜色空间下,3个算法模型的拟合与泛化性能以HSV空间下最优,L*a*b*空间下其次,RGB空间下表现最弱;其中,RF拟合能力最强,但方差主导了泛化误差,模型过拟合;SVR拟合能力弱于RF,优于MLR,但该模型泛化性能最优;MLR拟合能力最弱,且偏差主导了泛化误差,模型欠拟合且受噪声干扰。融合3个颜色空间9种基础颜色分量的多颜色空间,3个模型拟合与泛化性能相对单颜色空间均更优,其中RF模型最优。与最优单色空间HSV相比,RF在训练集上R 2提高2.67%,RMSE降低11.59%;测试集上R 2提高7.57%,RMSE降低11.49%。多颜色空间下RF较SVR拟合更优,且泛化性能有效提升,提升比例高于SVR。[结论]基于3种算法构建的LNC估算模型,在融合3个颜色空间的9个基础颜色分量多颜色空间下,RF拟合与泛化性能最优,可为估算冬小麦LNC提供方法参考。; 黄芬高帅姚霞张小虎朱艳; 关键词：冬小麦叶片氮含量泛化性能

耦合多源地缘要素的地缘环境模拟与预测平台建设被引量：4: 2018年; 地缘环境模拟与预测平台以认知国际地缘政治态势、服务“一带一路”倡议应用为目标,综合利用3DWeb GIS和Web GL技术,集成了多尺度的地缘环境要素,旨在进行地缘环境模拟与预测研究。本文在地缘环境要素指标体系约束下,明确了地缘环境模拟与预测平台总体架构方案,建立了地缘环境要素数据库,实现了地缘环境数据管理、区域分析、专题分析、数据挖掘、综合评估功能。另外,形成了地缘环境模拟与预测平台技术方法体系,为地缘环境研究提供了一套可视化与可视分析平台,以期为“一带一路”倡议地缘环境研究提供有关数据支撑和软件平台保障。; 张珣张珣张小虎张小虎付晶莹; 关键词：地缘环境系统设计

基于克里金土壤水分观测数据多尺度像元转换的不确定性分析: 左文君张小虎

一种尺度效应指数修正的格网示意地图制图算法: 2015年; 示意地图是统计数据可视化的一种新方法,但已有的面域示意地图制图算法不适用于局部数据差别大的应用。针对此问题,结合多尺度格网统计数据的尺度效应,修正了diffusion based method算法,并将该算法应用于北京市100m格网人口统计数据上,证明了算法的有效性,可以将该算法应用于格网统计数据示意地图制图。; 张珣钟耳顺张小虎王少华李绍俊

一种尺度效应指数修正的格网数据示意地图制图算法被引量：3: 2015年; 示意地图是统计数据可视化的一种新方法,但已有的面域示意地图制图算法不适用于局部数据差别大的应用。针对此问题,结合多尺度格网统计数据的尺度效应,修正了diffusion based method算法,并将该算法应用于北京市100m格网人口统计数据上,证明了算法的有效性。该算法可应用于格网统计数据示意地图制图。; 张珣钟耳顺张小虎王少华李绍俊

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