计算机在我国果树科学中的应用研究

计算机在我国果树科学中的应用研究

近年来，随着计算机更新和软件更新的成熟、完善、相关设施和农业的应用，国内外对农业的高产栽培技术模型、专业化系统和辅助决策系统的计算机在国内外的应用研究已经取得了突破，可以说是一个逐步实施的阶段。计算机在我国果树科学上的应用研究有限，研究体系不深入，但也是一个逐步开始的。本文简要介绍了计算机在我国果树科学中的应用研究。该研究的目标是促进这方面的研究广度和深度，并最终实现对果树样品性质、指标和模式的科学评价。1巨峰系12个葡萄品种的亲缘关系尹克林等(1991)利用测量尺的编码法对巨峰、红富士、白香蕉3个葡萄品种新梢中部15～20片成叶进行了鉴别研究,用计算机判别统计法证明了该方法的可行性,同时还比较了直接测量法与测量尺的编码法(计算机)的准确性,认为后一方法准确性高、简便迅速,3个品种平均判别拟合率79.20%。Dettweiler对欧洲种葡萄39个品种鉴别结果表明,其拟合率为93%。尹克林等(1995)用Galet叶片测量尺测量16个品种新梢中部15～20片成叶,所得数据就是各性状的编码值,然后采用美国的统计绘图软件包和农业生物统计软件包处理数据,结果表明:葡萄品种中,亲缘关系越远判别拟合率就越大,亲缘关系越近判别拟合率就越小,巨峰系12个品种的拟合率从大到小依次为:信浓蓓蕾(100.00%)、紫玉和伊豆锦(85.71%)、红富士和大宝(80.00%)、高尾(60.00%)、红伊豆(53.33%)、选拔巨峰和龙宝(46.67%)、巨峰和黑奥林(33.33%)、奥林匹亚(26.67%),平均拟合率为60.95%;在这些品种中,奥林匹亚和黑奥林等是巨峰与巨鲸直接杂交获得的品种,它们与巨峰的亲缘关系近,其平均判别拟合率小于31.11%,相反,信浓蓓蕾、伊豆锦、紫玉、红富士是巨峰多代杂交获得的品种,它们与巨峰亲缘关系远,其平均判别拟合率87.86%;非巨峰系品种的拟合率从大到小为白香蕉(100.00%)、黑汉和巨峰(93.33%)、康拜尔和意大利(86.67%),平均拟合率91.96%。他们认为采用计算机进行的鉴别是很有效的,并以此为依据同时参考其它性状,提出葡萄品种鉴别检索表。宋来庆等应用数码照相获取葡萄品种赤霞珠、品丽珠、蛇龙珠、梅鹿辄新梢中下部成熟叶片的图片,并将获得的图片转入图形处理软件CorelDRAW11.0,利用CorelTrace功能进行自动矢量化,改变图像为黑白两色,单击Trace中“用轮廓”跟踪,图片输出为wmf格式,再把wmf格式的图片调入AutoCAD2002,用AutoCAD2002对图像进行分解,利用计算机软件测量叶形参数面积、周长及其比值,结果是赤霞珠、品丽珠与蛇龙珠、梅鹿辄之间存在极显著的差异,说明这3个参数可以把赤霞珠、品丽珠与蛇龙珠、梅鹿辄分开,但不能区分蛇龙珠和梅鹿辄。2计算机模拟建模刘国惠分析了辽宁省熊岳地区1957—1991年苹果产量与相应年份气象因子的关系,在计算机中建立知识库、知识模拟库、知识应用预报库,据此对34年苹果产量进行了预报模拟,模拟预报完全正确率54.3%,基本正确率40.0%,预报错误率5.7%,1992—1994年3年预报结果接近实际情况。邓九生等借助于CSMP电子计算机语言,依据龙眼、荔枝生长发育的生理过程及其生产要素,将龙眼、荔枝生产系统模拟模型分为生长发育子模型、气象因子影响生长发育和产量子模型、土壤养分影响产量子模型、害虫影响产量的子模型,确定各子模型合格变量间的关系,并计算出模拟模型的函数表达式,初步建立起龙眼、荔枝生产系统计算机模拟模型软件。王国泽等依据内蒙古苹果梨优质高产生产技术,提出苹果梨丰产优质综合技术体系及计算机决策支持系统,该系统包括苹果梨生长发育规律、苹果梨栽培管理咨询、苹果梨树整形修剪、苹果梨病虫害防治、苹果梨优化决策方案5部分,其中的优化决策方案有:光指标的评价和决策、树体指标的评价依据、给出修剪指标的经验性建议、营养指标的评价依据、负载量指标的理论依据和经验性建议、苹果梨的投入产出效益分析,该系统是一个网络版,能够更好地服务于苹果梨生产。3计算机结合预处理法陈华林等分析了44个柚品种果实维生素C与酸含量回归关系的计算机拟合,他们将1991—1994年连续4年测定的44个柚品种果实维生素C和酸含量的平均值输入计算机中,用QBASIC编程,进行了直线方程、双曲线、指数函数、幂函数、对数函数、S型曲线、二次多项式曲线等8种常见方程式配合,确定二次多项式Y=132.12-135.18X+50.43X2(相关系数R=0.868)为柚品种果实维生素C与酸含量相关关系的最适合回归方程,这个方程最能代表柚品种果实维生素C含量与酸含量的关系。应义斌等探讨了用计算机视觉进行黄花梨果梗识别的新方法,他们用摄像机将梨果梗摄入计算机并以BMP文件存盘,采用中值滤波和图像分割对图像进行预处理,以此来识别果梗,并判别果梗的完整性。用该方法判别有无果梗需要2秒,而用细化算法需要12秒,用收缩膨胀算法需要8秒;该新方法判断有没有果梗的正确率100%,判断果梗是否完好的正确率93%,判别速度比以往所用的方法提高4～6倍;该算法具有一定的鲁棒性,对异位、旋转不敏感,可应用于识别其它果品的果梗。张泰岭等报道了应用计算机视觉技术检测梨果的碰压伤,他们用摄像机将梨果实和碰压伤梨果摄入计算机,并对图像进行开窗处理、中值滤波、图像模糊边缘增强、图像多值化处理、图像合成、小区域消除等预处理和处理,以碰压伤区域在梨果实外形轮廓上对应的投影弦长作为碰压伤的直径来计算碰压伤面积,建立计算梨果实碰压伤面积的数学模型,消除相对误差。结果表明:应用该方法检测梨果实碰压伤相对误差0.071,误差控制在-0.1～+0.1,而统计像素法的平均相对误差为0.268;该方法可行,准确性较高,计算精度高于将投影面积作为测量面积的计算方法。宋来庆等应用数码照相获取葡萄品种赤霞珠、品丽珠、蛇龙珠、梅鹿辄新梢中下部成熟叶片的图像,将图像转入图形处理软件CorelDRAW11.0,利用CorelTrace功能进行自动矢量化,单击Trace中“用轮廓”跟踪,图片调入AutoCAD2002,用AutoCAD2002对图像进行分解,结果表明:用数码照相机照取葡萄品种成熟叶片,用CorelDRAW11.0中的CorelTrace功能进行自动矢量化,利用AutoCAD2002测量葡萄叶片面积可以省略计算不同图片格式下图像的单个像素的面积和同等条件下叶片的像素个数,而且对叶片的大小、形状、厚薄等没有要求,极大地提高了测量叶面积的效率,其测量结果与用CI-203叶面积仪测量的结果极显著相关。4柑橘种质资源数据库我国从“九五”开始建立果树种质资源数据库,目前该数据库已经建成,共保存有18个果树树种种质资源6700份,其中苹果507份、梨709份、山楂157份、桃840份、葡萄611份,共计有8万多个性状数据信息,这些种质的主要性状均能从中国作物种质信息网上查询到。沈丽娟等于1994年在广西柑桔研究所建成“柑桔种质资源性状数据库”,该数据库收集了462份柑桔种质的资料,性状近8万个,种质资源彩色照片420幅,数据库于1994年通过鉴定,可供用户查找。舒常庆等于1998年以能反映板栗品种简况的物候期、结实性状、果实性状等作为品种资源系统管理的主要内容,建立了板栗品种简库、物候库、结果性状库等基本数据库。雷一东等运用VisualBasic5.0编程语言及MicrosoftAccess97数据库软件,初步建立起中国科学院武汉植物研究所猕猴桃种质资源管理信息系统,该系统有猕猴桃资源圃信息管理子系统和猕猴桃数据子系统,前者包括种质资源圃基本资料数据库、种质资源圃年度管理数据库,后者包括猕猴桃品种和株系数据库、猕猴桃种数据库、猕猴桃病虫害数据库,它涵盖了猕猴桃46个种、变种,共计155个品种的信息,利用该系统的快速查询或查询生成器可以查到该数据库所保存的猕猴桃种质资源信息,该系统能为科研提供快捷、准确的数据资料,为猕猴桃科学实践数据的积累提供现代化的管理手段。5建立基础技术研究,为果园生产优质高效奠