基于“3S”技术的农情信息监测研究进展

基于“3S”技术的农情信息监测与获取在全球已有近30年的历史,它对粮食安全预警、农产品贸易和政策制定等具有非常重要的意义。本文系统地阐述了3S技术在作物面积监测和作物产量估测中的研究与应用现状,具体包括：作物面积遥感监测体系和方法、作物种植方式与复种模式的遥感监测、作物长势遥感监测、农业灾害遥感监测和产量估测模型评价等,总结了目前农情信息监测与应用中存在的主要问题,对农情遥感未来发展趋势进行了展望,并指出建立农情遥感学科理论、完善方法和模型和扩大应用领域是今后的主要发展方向。     

基于模型和GIS的区域作物生产力动态预测技术

1课题简介 中国是世界上很大的粮食生产国和消费国,持续稳定的粮食生产对维系我国13亿人口的粮食安全具有十分重要的意义。区域作物生产力的模拟预测一方面有利于充分、合理利用和保护自然资源,另一方面也有利于粮食安全评价、地区农业规划。在早期的作物生产力评价研究中,通常根据经验性模型或半机理模型进行区域作物生产力的模拟。这些模型缺乏严密的生理生态基础和机制,对作物生长过程考虑不足,     

数字化虚拟人对高性能计算机提出的挑战

20世纪末提出的数字化虚拟人计划如今已经成为生命科学和信息科学领域的一个研究热点.本文首先讨论了数字化虚拟人体数据的特点,然后结合数字化虚拟人体模型的建立过程,探讨了它对现有的高性能计算机在存储容量、运算速度、数据传输等方面提出的挑战,最后提出了将网格技术与数字化虚拟人计划相结合的研究方向.     

基于过程的玉米生长模拟系统的研制

作物生长模拟模型作为认识和研究作物生长发育的主要手段,进行农业生产诊断管理的重要工具,已经成为作物科学的一个重要研究领域.目前,国内外的作物生长模拟模型的研究得到了很大的发展,已从简单的经验模型发展到复杂的动态机理模型,并在生产管理中发挥着越来越大的作用.     

我国作物养分高效研究的现状与未来发展趋势

养分是作物生长发育的基础,探明作物高效吸收、利用土壤养分的生理和分子机理是培育高产高效作物新品种的基础,对保护环境和实现我国农业的可持续性发展具有重要的理论意义和现实意义。本文就过去10年中我国在主要农作物养分高效吸收、利用的生理及分子机理研究方面取得的主要研究进展进行了综述,并对该研究领域的未来发展趋势进行了探讨。     

温室作物生产数字化技术发展的思考

本文回顾了我国温室作物生产数字化技术的发展,提出温室产业是农业数字化技术应用的最好领域。认为温室作物生产数字化技术需要在作物环境耦合技术、作物安全优质生产关键点控制技术和温室数字化技术的实用性等方面形成突破是今后我国温室农业生产规模化、标准化、信息化、现代化跨越发展的突破口。最后,提出了作物生长发育信息的获取与解析、设施农业系统智能装备研发、温室主要作物精准作业、专家决策支持系统和环境水肥优化调控的嵌合、经济社会生态效益的综合分析与评价等主要技术的发展方向。     

清华大学国家CIMS工程研究中心

一、面向创新设计的虚拟产品开发 "面向创新设计的虚拟产品开发"是863/CIMS主题重大攻关项目.该成果完成了基于产品开发管理技术建立了支持虚拟产品开发(VPD)全过程的支撑平台,实现了一个能够对产品的外观、性能(运动学性能、动力学性能等)、可装配性、可制造性进行分析的集成化、可视化仿真环境,在物理样机建立前便使产品效果、功能、性能得以分析、综合及三维可视化显示,以得到满意方案,力争一次成功,从而提高新产品设计效率.     

农作物基因资源安全保存评价关键技术研究

通过多单位5年协同攻关,研究获得了不同保护方式下农作物种质资源的保存效果,建立了种质活力分子评价技术和3种无性繁殖作物种质资源基因库超低温保存技术;此外还研究提出了控制玉米、小麦、大豆、菜豆等作物种传病原菌对种质保存与更新潜在危害的技术策略。建立了作物种质资源“分子身份证”数据库,研发了作物种质资源指纹图谱识别系统。这些结果和技术的获得,为确保库存种质的安全保存提供了可靠的技术支撑。课题研究重要成果和重要进展如下：     

转基因作物及食品的利益相关者分析

转基因作物及食品的发展涉及众多利益相关者。以"利益相关者"理论为基本框架,将主要利益相关者分为核心利益相关者、直接利益相关者、间接利益相关者、重要利益相关者等几类。根据问卷调查对转基因食品主要利益相关者的不同利益诉求进行了归纳、总结和分析,并对不同利益相关者对转基因食品决策的影响力和角色重要性等特性进行了分析。借鉴利益相关者理论及其共同治理理念,提出转基因作物及食品的管理要建立起包括政府、转基因作物及食品管理者及其他利益相关者的职责、权利和义务的制度,构建一套完备有效的共同治理的内部与外部结构及超越结构的管理机制。     

设施农业精准生产技术系统构建与应用

针对我国南方地区三种主要温室类型普通管棚、连栋塑料温室、大型现代化温室,通过设施作物生产技术与传感技术、网络技术、智能决策技术和控制技术融合集成,建立了蔬菜、果树、花卉、食用菌和园艺种苗等典型作物生产的数字化设计和精准作业技术体系,研发了温室环境、生物信息采集装置、基于环境和作物模型的温室生产管理系统等的技术和产品。通过集成网络型设施农业精准生产管理体系,建立了设施作物精准作业模式和示范基地,为全面提升我国设施农业生产技术水平提供技术支撑。     

三种设施作物生长发育过程模拟和仿真技术研究

本课题研究了薄层栽培和根域限制栽培模式下的甜瓜、黄瓜、葡萄的生长发育与环境因子（光、温、热、水分和氮营养）的相互关系，构建了温室甜瓜、黄瓜、葡萄与环境因子耦合的生长发育机理模型和肥水控制模型；在此基础上，研制了基于形态建成模型和三维立体空间结构模型的甜瓜仿真生长系统；构建了基于以上模型的温室甜瓜薄层基质栽培、温室葡萄根域限制栽培、大型温室黄瓜多季节高效栽培的数字化生产技术体系。     

转基因作物治理中的联盟冲突与政策学习——基于倡议联盟框架理论

转基因作物治理中的联盟冲突及联盟间由于政策互动引发的政策学习对于规范转基因作物治理,促进转基因作物在全球范围内的推广和消除贸易摩擦具有重要意义。主权国家是构建转基因作物治理机制的主要参与者。由于科学原则、利益诉求以及伦理认知的不同,全球范围内形成"挺转联盟"与"反转联盟"的对立,两大联盟的冲突与妥协,打破了政策僵局,助推以政策为导向的学习。主权国家之间因人类"共同福祉"和利益趋同,必须对转基因作物立法、监管与审批,国际协议的承诺做出选择,建立履约与合作机制;国际组织在转基因作物治理中密切互动、协调约束,建立协调与反馈机制;科学共同体、新闻媒体以及公众积极参与、传播宣传、监督反馈,建立认知与传播机制。     

作物资源伦理观念的调查及决定性因素分析

为研究未来从业人员的作物资源伦理观念状况及其决定性因素,采用测试和调查问卷的方法,对被调查群体的作物资源伦理观状况和伦理观念的决定性因素进行了评价和意识寻踪。运用SPSS数据处理软件对相关群体的708份调研样本进行了分析,研究结果表明:元认知意识、元认知引发、深层技术动机等5种因素决定个体的作物资源伦理观念;本位与自我的思维模式、技术动机中普遍而浓重的逐利思想以及缺乏对本土传统农业思想认知的意识与动力,是本次调查反映出的作物资源伦理观念的主要问题。     

高青县农民用上"生物反应堆"

近日,由山东秸秆生物工程技术研究中心研究开发的秸秆利用新技术--"生物反应堆",在高青县花沟镇宋套村冬暖大棚落户.该技术采用生物技术将玉米、棉花等作物秸秆以及杂草、树叶等转化为农作物所需的二氧化碳、热量、抗病孢子等有机、无机养料,能够显著改善作物生态环境,增强作物的抗病能力,促进作物的生长发育.该技术具有以下优势和特点:     

煤矿安全网络视控监控方案

本文提出在矿区建立计算机局域网络、无线网络和远程虚拟网络,通过"三网"全方位地对矿区地下巷道的各个生产工作面和地面各生产车间施行可视监控,消除不良生产环节与违章作业,从而根治事故隐患.     

种植Bt棉花可有效控制棉铃虫在我国多作物生态系统中的发生与危害

为防治棉铃虫,我国1997年开始种植Bt棉花,到2000年已在华北地区大面积商业化种植。由于人类对于大规模种植Bt植物对生态环境可能产生的潜在影响尚缺乏足够的经验和认识,Bt棉花对害虫地位演化的影响受到高度重视并引起广泛争议。本研究组在1997-2007年间在河北省系统研究了棉铃虫在Bt棉花田和常规棉花田的种群动态,结合华北地区1992—2006年100个试验点棉铃虫种群监测数据的模型分析表明：Bt棉花的大规模商业化种植破坏了棉铃虫在华北地区季节性多寄主转换的食物链,压缩了棉铃虫的生态位,不仅有效控制了棉铃虫对棉花的危害,而且高度抑制了棉铃虫在玉米、大豆、花生和蔬菜等其它作物田的发生与危害。这一研究成果明确了我国商业化种植Bt棉花对靶标害虫的生态效应,为阐明转基因抗虫作物对昆虫种群演化的调控机理提供了重要基础,对发展利用Bt植物可持续控制重大害虫区域性灾变的新技术有重要指导意义。     

基于中医理念的穴位融合的三维可视人

经络学是中医理论的重要组成部分 ,但经络的物质基础尚无定论 ;传统的计算机可视人模型反映了丰富的解剖学上的细节 ,但未能包括对神经、毛细血管和中医腧穴的描述。本文以中医理念为指导 ,以VHP数据及VOXEL MAN三维体视化模型为基础 ,建立了一个对于腧穴定位及针刺方向描述的模型 ,包括利用三维可视化方法建立的空间模型 ,以及组织成为层次型文本知识体系的解释模型 ,以反映详细的解剖学相关知识 ,最终实现基于中医理念的显示腧穴三维形态的可视人模型电子解剖图谱     

论虚拟技术对人类认识的影响

虚拟技术是一种对现实进行数字化处理的计算机综合技术,虚拟技术扩展了认识对象、加速了认识进程、提高了认识效率.虚拟技术促进了一种新的认识方式即虚拟认识的产生.虚拟认识是一种数字化的运演过程,它不同于现实认识,但虚拟认识要以现实认识为基础,依赖现实认识.现实认识也需要虚拟认识来延伸和补充.     

虚拟现实技术使人类文化在两个世界衍生

虚拟现实——21世纪的信息处理技术，使计算机成为人类研究现实世界信息结构的里程碑。虚拟现实对环境复杂性的重建能力使每一个操作者都重新审视自己的专业。它的个体智能和群体智能的互动特征使“人机共享”成为现实，人机界面融为一体。人类将从容的生活在两个可以互动的世界，在计算机系统里虚拟自己的假说、幼想、想象、理想，认知世界；在现实世界里创造条件实现理想。随着虚拟地球、虚拟国家、虚拟城市、虚拟家庭的出现，人类的各种文化将基于信息处理技术获得重构。     

为第二次“绿色革命”发掘基因资源：国家重点基础研究发展规划项目“农作物核心种质构建、重要新基因发掘与有效利用研究”总体设计及研究进展

作物种质资源是控制作物性状的基因载体,是作物育种及其相关学科的生命物质基础.如何从丰富的种质资源中快速、准确地鉴定出育种上迫切需要的新的优异基因,是我国作物育种的急需与作物种质资源迫切需要解决的一个重要科学问题.我国农业上的第二次"绿色革命"应以培育"少投入、多产出、保护环境"的新品种为突破口.因此本项目以发掘抗旱、抗病(虫)、肥料高效利用及优质基因为研究重点.我们将植物基因组学的原理和方法应用于基因资源研究,提出了核心种质构建→重要新基因发掘→基因克隆的技术路线.项目近两年取得如下进展(1)明确了建立核心种质的策略与方法,建立起了水稻、小麦、大豆初级核心种质.(2)明确了新基因发掘的方法,构建了一批基因作图群体.(3)已克隆到水稻抗白叶枯病候选基因.