昆虫图像自动鉴别技术

昆虫是地球上物种多样性最为丰富的生物类群,其物种鉴定任务复杂而艰巨,可靠的物种鉴定是开展昆虫学工作的重要基础之一。当前,国内外的人工昆虫物种鉴定能力均不能满足实际需求,因而人们开始不断探索利用计算机自动鉴定昆虫的原理和方法。目前,模式识别技术的迅猛发展已为昆虫图像的自动鉴定提供可能。文章概述昆虫图像自动鉴定技术研究的历史与现状,总结主要原理和方法,介绍工作流程,并展望发展前景。     

不同水位下拟建鄱阳湖水利枢纽对食块茎鸟类栖息地适宜性的影响研究

鄱阳湖为亚洲最大的候鸟栖息地,近十余年发生了枯水期提前且延长及湖区生态环境日益恶化的问题,对于此问题江西政府提出了一种科学的工程措施--鄱阳湖水利枢纽（简称枢纽）。然而,枢纽对越冬候鸟栖息地的影响尚无定量研究。以鄱阳湖食块茎鸟类--白鹤（Grus leucogeranus）、白枕鹤（Grus vipio）和小天鹅（Cygnus columbianus）的栖息地为研究对象,利用3S技术结合生态学知识,在ArcGIS平台上搭建了食块茎鸟类栖息地适宜性评价模型,使用二维水动力模型联合适宜性评价模型,生成鄱阳湖在兴建枢纽前、后的食块茎鸟类栖息地适宜性分布图。选取工程调度时期水位相对稳定时段,以鄱阳湖无枢纽状态下星子水位为基础,探究鄱阳湖在不同水位时,有拟建枢纽和无拟建枢纽状态下食块茎鸟类的栖息地适宜性的变化,定量分析拟建枢纽对候鸟栖息地适宜性造成的影响。研究发现：枢纽的调度规则具有一定的科学性,水位调度方案对湖泊食块茎鸟类越冬初期栖息产生的影响较小,但会牺牲一部分越冬后期适合食块茎鸟类栖息的区域。拟建枢纽选址处至都昌站的食块茎鸟类栖息地适宜性受枢纽的负面影响最为显著,各级自然保护区之中,北部省级候鸟自然保护区受其负面影响最大,此保护区将减少18.01-39.80 km²适合食块茎鸟类栖息的面积。但是枢纽的运行能增加湖泊土壤水含量,使食块茎鸟类更易于觅食,且能增加喜食块茎鸟类的食物丰富度。本研究可为为今后鄱阳湖湖区水环境规划和水生态管理维护提供一定的科学参考。     

全球古海水化学演化与世界主要海相钾盐沉积关系暨中国海相成钾探讨

地球历史中海水的成份不是一直不变的,而是经历了"方解石海"与"文石海"的交替。不同的海水化学决定了不同的蒸发岩沉积序列,并决定了不同时期的蒸发岩矿物组合。海相钾盐沉积于海水蒸发的最后阶段,而同一时期全球海水组成基本一致,因此可以通过地质历史时期全球海水组成及海相沉积石盐的流体包裹体组成分析,探讨世界主要钾盐沉积与海水组成和盐度变化的关系,分析中国海相、海陆交互相蒸发岩沉积时期的钾盐沉积条件与标志,预测钾盐成矿的有利地质时代和层位。     

鄱阳湖流域泥沙流失及吸附态氮磷输出负荷评估

水土流失是吸附态氮磷输出负荷的主要方式,也是非点源污染评估的重要环节。鄱阳湖流域水土流失及其所带来的泥沙和吸附态氮磷等营养盐将直接影响到鄱阳湖的生态功能,进而影响着长江中下游水环境安全。科学估算鄱阳湖赣江、抚河、信江、饶河、修河等五大流域的土壤侵蚀量和吸附态氮、磷的输出负荷,将为鄱阳湖流域农业非点源污染控制及鄱阳湖生态建设和环境保护提供理论依据。以2007年全国第一次农业污染源普查数据和2007年江西省土壤质量调查数据为基础,利用RUSLE方程和GIS的空间统计功能,对江西省境内鄱阳湖流域的土壤侵蚀量和吸附态氮、吸附态磷的输出负荷进行估算。结果表明：基于RUSLE得到的2007年鄱阳湖五大流域输沙模数比较可信,鄱阳湖流域内泥沙、吸附态氮、吸附态磷的年输出负荷分别为1245183t、3383t和73t,其中赣江流域吸附态氮磷的年输出负荷最大,占鄱阳湖全流域的58.1%,抚河、饶河、信江、修河等分别占11.2%、7.2%、11.3%和12.2%。与流域内农业污染源总氮、总磷排放量相比较,尽管流域尺度内泥沙的输出负荷相对较大,但吸附态氮、磷的输出负荷较小,应该不是鄱阳湖水污染中总氮和总磷等营养盐的主要来源。     

实蝇科果实蝇属昆虫数字图像自动识别系统的构建和测试

针对双翅目实蝇科果实蝇属昆虫的自动识别,本文提出利用翅及中胸背板图像的局部二进制模式（local binary pattern, LBP）特征,采用Adaboost算法, 设计和开发“实蝇科果实蝇属昆虫数字图像自动识别系统”（Automated Fruit fly Identification System-Bactrocera, AFIS-B）。该系统包括图像采集、图像裁剪、预处理、特征提取、分类器设计、识别和显示,共7个模块。研究结果表明： LBP特征可以有效鉴别实蝇科果实蝇属昆虫;在对实蝇科果实蝇属8个种的测试中, 该系统表现出较高的准确性和稳定性,平均识别率可达80%以上。此外,还对果实蝇属昆虫翅膀及中胸背板图像在光照不均匀、姿态扭曲、样本受损及样本量大小等不同条件下的识别率进行了试验测试。结果表明, 该系统对测试样本的光照不均匀、 姿态扭曲和样本受损都表现出良好的鲁棒性,正确识别率与训练集样本各个种数量在一定条件下明显正相关,与训练集样本物种总量负相关。该项研究为实蝇科有害昆虫自动识别系统的构建及实际应用提供了理论、 方法及基础数据的支撑, 亦可为其他昆虫自动识别系统的研究和构建提供有益借鉴。 关键词：