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已有 1810 次閱讀 2016-8-17 11:44 |系統分類:科研筆記

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楊貴軍,男,博士,研究員,國家農業信息化工程技術研究中心遙感技術部主任,中國宇航學會光電技術專業委員會第三屆委員會常務委員,北京農業信息化學會會員,三峽大學、遼寧工程技術大學、河南理工大學、湖北大學碩士研究生導師,主要從事農業定量遙感機理及精準農業應用研究。近年來,主持及完成國家基金、863計劃、公益性行業科研專項和北京市重點基金等科研項目15項,取得創新研究成果包括:率先系統性的將作物生長動態知識與遙感成像過程結合,建立了涵蓋作物葉片-冠層-土壤-大氣-傳感器的全鏈路多尺度農田輻射傳輸機理模型,為農業定量遙感及應用奠定了理論基礎;研發了首款無人機載微型成像高光譜軟硬件系統,并圍繞大規模作物育種表型信息高通量獲取進行了創新應用,實現了遙感技術的增質、增效,成果在江蘇農科院里下河農科所(國家小麥改良中心揚州分中心)程順和院士小麥育種團隊、南京農業大學蓋鈞鎰院士大豆育種團隊、農業部玉米專家指導組組長趙久然教授玉米育種團隊得到應用和認可。出版專著《農田輻射傳輸機理與遙感成像模擬》1部。以第一及通訊作者發表學術論文125篇,其中被SCI收錄59篇,包括國際遙感領域TOP期刊《Remote Sensing of Environment》、《IEEE Transactionson Geoscience and Remote Sensing》及農業信息領域TOP期刊《Hydrology and Earth System Sciences》、《PrecisionAgriculture》、《Computers and Electronics in Agriculture》;共獲得17項發明專利;獲得軟件著作權登記4項。獲得‘北京市科學技術獎’2項、‘中國地理信息產業協會’及‘北京市農業技術推廣獎’各1項。2013年入選北京市優秀人才、科技部重點領域創新團隊-精準農業技術與裝備創新團隊和2013年國家基金優秀青年基金初選候選人。

主要學術研究成果:

1)農田輻射傳輸機理與遙感成像模擬研究

圍繞農業定量遙感機理與遙感成像模擬科學目標,從建立適合農田區域的輻射傳輸物理模型出發,充分利用農學知識、遙感信息模型及計算機技術,考慮作物、土壤、大氣及遙感器等全鏈路輻射傳輸響應,并結合作物連續生育期冠層結構與光譜特性變化規律,建立了耦合農田時空信息的輻射傳輸機理模型,開發了適合國產衛星的遙感成像模擬系統,開展了農田多維遙感數據模擬。率先系統性的闡述了典型農田區域的遙感成像理論基礎與技術方法,為農業定量遙感及應用奠定了理論基礎。研究成果對我國發展新型載荷傳感器前期論證及降低研制風險具有重要參考價值,得到了中國資源衛星應用中心、民政部衛星減災應用中心等相關衛星應用部門的認可;為開發新的定量遙感模型提供了高質量的分析與驗證數據,滿足了地表參數定量遙感反演及多源數據融合、同化及尺度轉換等研究需求;同時,為農業定量遙感深入研究和應用提供了有效的分析手段,能夠有效的輔助進行作物-環境信息的精準感知和智能認知,對促進農業信息化和農業可持續發展具有十分重要的意義。

2)農田關鍵參量遙感反演與尺度轉換研究

針對作物養分、LAI等關鍵參量反演及其時空尺度擴展問題,建立了適合近地成像高光譜的作物氮素定量反演方法,實現了田塊內部作物冠層氮素的精確診斷?紤]不同生育期作物冠層垂直分布特征構建了FPAR 垂直分布的估算模型,在此基礎上將光分布模型與分層LAI、色素含量、氮素含量等相關參量關聯耦合,建立了作物冠層養分垂直分布生物學估測模型。針對多源多角度、多波段遙感數據協同反演問題,建立了考慮冠層垂直分層結構特點的多尺度輻射傳輸模型,并利用模型多角度輻射傳輸計算實現了LAI的高精度反演。針對農田混合像元降尺度問題,充分利用地表覆蓋空間分布特征及敏感光譜指數信息,建立面向中低空間分辨率與高空間分辨率數據相結合的端元指數技術降尺度方法,實現農田地表溫度降尺度,對其他農田關鍵參數降尺度也具有良好借鑒意義。此外,基于集合卡爾曼濾波算法與集合變分算法建立了觀測LAI數據、遙感觀測數據與作物生長模型和冠層輻射傳輸模型同化的方法。農田關鍵參量遙感反演與尺度轉換研究成果為精準農業作物長勢及田間信息獲取與診斷決策提供了理論、模型和方法支持,對破解精準農業信息獲取瓶頸具有重要價值,對提高資源利用效率、提升農業信息化水平、保障農業生態安全及改善作物品質具有重要意義。

3)農業無人機成像高光譜遙感研究及應用

以精細尺度作物氮素信息獲取為研究目標,研發適合輕型無人機搭載的微型成像高光譜觀測系統;建立無人機復雜運動條件下多傳感器融合的POS數據優化算法,建立無人機成像光譜嚴密幾何校正模型;探索建立包含氮素參量的作物葉片及冠層多尺度輻射傳輸機理模型,為作物氮素定量反演提供模型支持;建立基于光譜信息和空間關聯信息結合的面向對象氮素解析方法,使解析結果能夠直接支持面向管理單元的養分變量實施;開展作物氮素輕型無人機平臺成像高光譜系統研發設計和田間觀測實驗,并對成像高光譜系統進行綜合性能、成像質量及作物氮素反演精度等方面的驗證分析,最終實現田塊精細尺度作物氮素精確診斷,為推動高光譜遙感作物氮素診斷及其在精準農業中的應用奠定理論與技術基礎,提高氮肥利用效率,降低農業生態環境負荷,不僅具有重要的科學價值,也具有重要的經濟和社會意義。并先后江蘇省里下河農科所(國家小麥改良中心揚州分中心)、國家大豆改良中心圣豐試驗站、中國農業科學院作物所等單位進行應用,得到育種專家程順和院士、蓋鈞鎰院士及汪懋華院士等認可。




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