科研产出
植保无人机喷施雾滴沉积特性的荧光示踪分析
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：航空施药雾滴沉积特性的准确检测对施药参数选择和施药质量优化至关重要.该研究以3WQF-80-10型植保无人机为试验对象,选取典型飞行工况,通过水敏纸和基于荧光示踪的航空施药沉积检测系统同步获取展向雾滴沉积覆盖率,研究对比了该机型在典型飞行工况条件下的雾滴沉积离散性和连续性分布,评估基于荧光示踪的沉积检测系统对雾滴沉积检测效果与适用性.试验结果表明:荧光示踪法与水敏纸法所得雾滴沉积率分布曲线整体趋于一致,2种方法的检测结果相关性拟合优度(R2)为0.88~0.96;由于植保无人机旋翼下洗风场胁迫细小雾滴沉降至非水敏纸布样位置,致使荧光示踪法测得的平均雾滴覆盖率曲线出现更多峰值,覆盖率值高于水敏纸法测量结果.植保无人机飞行速度为2 m/s,飞行高度为3 m的作业条件下,与水敏纸离散布样方式相比,荧光示踪连续布样方式测得雾滴覆盖率提高16.92%,当飞行速度为4 m/s,飞行高度为9 m时,后者较前者提高97.77%.植保无人机作业工况对施药雾滴沉积覆盖率影响方面,飞行速度2 m/s,飞行高度3 m的工况下,雾滴沉积覆盖率最高,为8.34%和7.14%;随着植保无人机飞行高度和速度增加,雾滴沉积覆盖率降低.针对植保无人机下洗风场作用下施药雾滴沉积质量检测,与离散布样方式相比,连续性样品采集可获取更丰富的雾滴空间沉积分布细节.该研究可为无人机低空低量施药雾滴沉积检测和无人机下洗风场对雾滴沉积分布影响研究提供方法参考.
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热休克诱导马苏大麻哈鱼三倍体的初步研究
《淡水渔业 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为探索马苏大麻哈鱼(Oncorhynchus masou)三倍体育种技术方法,更好地解决其个体小、生长慢和性成熟后死亡率高等问题,采用热休克法进行三倍体诱导实验,设4个诱导温度(24、26、28、30℃),2个起始诱导时间(15 min、20 min)和2个持续诱导时间(15 min、20 min)共分13个实验组和1个对照组。结果显示,13个实验组均能诱导出三倍体个体,而不同温度组的诱导率差异显著,分别为13.3%、31.65%、52.28%和78.81%(P<0.0.5)。随着温度的上升,孵化率呈显著降低的趋势。结果表明,温度是影响诱导成功的关键因素,利用热休克诱导受精卵制备陆封型马苏大麻哈鱼三倍体苗种的方法是可行的,三倍体诱导的最佳条件是:水温28℃,卵子受精后15 min持续处理20 min,发眼率(72.57±0.26)%,孵化率(60.92±0.31)%,三倍体率53.1%,综合诱导效果最佳。
关键词： 马苏大麻哈鱼(Oncorhynchus masou) 陆封群体 三倍体 热休克
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AVIRIS高光谱数据空-谱特征在植被分类中的对比分析
《智慧农业(中英文) 》 2020
摘要：植被分类是高光谱影像分类中的特定应用问题,光谱特征和空间特征是植被分类中常用的两类特征,比较这两类特征的性能,对实际植被分类应用中选择合适的特征类型或两者的有效结合具有指导意义。用主成分分析(PCA)提取光谱特征时,常选择前几个主成分(PCs)作为光谱特征,虽然它们包含较大的信息量但并不能保证较高的类别可分性和分类正确率,针对这一问题本研究提出了一种混合特征提取方法,对高光谱影像在PCA的基础上用改进的基于分散矩阵的特征选择方法选出具有较高类别可分性的PCs用于后续分类。利用一景AVIRIS高光谱植被影像,从分类精度的角度,首先比较了所提出的混合特征提取方法和原始PCA、独立主成分分析(ICA)及线性判别分析(LDA) 3种常用子空间特征提取方法在高光谱影像植被分类中的性能。试验结果表明所提出的混合特征提取方法在研究中数据集1和2上均获得了最高的总体分类正确率,分别为82.7%和86.5%。与原始PCA相比,本研究提出的混合特征提取方法的总体分类正确率,在数据集1和2上分别提高了1.5%和2.5%。由此阐明了所提出的混合特征提取方法在高光谱植被分类中的有效性。对光谱特征和空间特征在高光谱影像植被分类性能的比较中,总体上空间特征获得的分类正确率比光谱特征高,特别是Gabor特征,在两个数据集上均获得了最高的总体分类正确率分别为95.5%和96.7%。由此表明空间特征较光谱特征在高光谱影像植被分类中更具优势。本研究结果为后续改进空-谱特征方法及其两者有效结合,进一步提高植被分类正确率提供了参考。
关键词： 高光谱影像 植被分类 光谱特征 空间特征 混合特征提取方法 分散矩阵 主成分分析
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基于面积指数的植株氮含量遥感估算
《商丘师范学院学报 》 2020
摘要：高光谱影像高效地评估冬小麦植株的氮含量是农业专业化发展的需要,为了对冬小麦进行实时的氮含量监测,该研究以构建的面积归一化植被指数A-NDVI和面积比值植被指数A-RVI为特征变量,利用逐步回归法分生育期建立冬小麦植株氮含量的遥感估测模型.结果表明:在开花期,A-NDVI_4,A-RVI_8与冬小麦PNC的相关性最好,r均为0.63;在挑旗期,A-NDVI_4与冬小麦PNC的相关性最好,r为0.67.开花期建模和验证的R~2分别为0.77和0.72,验证的RMSE和NRMSE为0.14和10.48%;挑旗期建模和验证的R~2分别为0.60和0.54,验证的RMSE和NRMSE为0.18和14%,两期的建模和验证结果均比较好,其研究结果可为今后冬小麦的植株氮含量估测提供参考价值.
关键词： 冬小麦 植株氮含量 植被指数 高光谱 逐步回归分析
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畜禽舍防疫消毒机器人设计与试验
《智慧农业(中英文) 》 2020
摘要：针对畜禽养殖防疫消毒劳动强度大、安全性差的问题,设计了防疫消毒机器人系统,以实现畜禽舍防疫消毒喷雾的智能化作业。机器人系统由移动承载平台、防疫喷雾部件、环境监测传感器以及控制器等4部分构成,支持全自动运行和遥控操作2种工作模式。针对畜禽舍内弱光、低应激的工况条件,提出了"磁标-射频识别"组合的导航路径探测方法,实现在畜禽舍内养殖笼架间的自主移动。设计了风助式药液喷嘴,可同步实现消毒药液的雾化和扩散。通过对喷嘴内腔风场进行流体动力学仿真,对喷嘴气体导流和药液雾化部件结构参数进行了优化设计,确定了锥形导流垫块和雾化栅板的倾角分别为75°和90°。最后,在禽舍内对机器人导航和喷雾性能进行了现场测试。试验结果表明,机器人移动平台可满足0.1～0.5 m/s速度范围的自动巡线导航,其实际轨迹相对磁钉标记的最大偏移量为50.8 mm;风助式喷嘴可适用于200～400 mL/min流量的药液喷洒,形成的雾滴直径(DV.9)为51.82～137.23μm,雾滴沉积密度为116～149个/cm~2。本畜禽舍防疫消毒机器人可实现养殖舍内消毒和免疫药液的智能化喷雾作业。
关键词： 养殖防疫 消毒喷雾 农业机器人 磁标-射频识别 喷嘴
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几种新型肥料对水稻增产增效的试验研究
《肥料与健康 》 2020
摘要：为探究新型肥料纳米控释氮肥、控释钾肥、添加剂增效磷钾肥、黄腐酸复合肥、黄腐酸液体肥对水稻生长、产量及肥料利用率的影响,以习惯施肥为对照,开展了大田小区试验。结果表明,与常规施肥相比,几种新型肥料在氮素施用量减少25%、磷素和钾素施用量相同的条件下,均可提高水稻产量及经济效益,增产6.01%～18.50%,增收895.80～3 250.69元/hm~2。在试验条件下,纳米控释掺混氮肥+黄腐酸液体肥、黄腐酸复合肥+黄腐酸液体肥的施肥效果突出;以磷钾肥、腐殖酸、海泡石、硅藻土配制成的添加剂增效磷钾肥效果较好;单施纳米控释掺混氮肥或控释钾肥的施肥效果优于纳米控释掺混氮肥+控释钾肥的施肥效果;纳米控释掺混氮肥、黄腐酸复合肥配合施用黄腐酸液体肥可以提高肥料效果。
关键词： 新型肥料 纳米控释氮肥 控释钾肥 增效添加剂 黄腐酸复合肥 液体肥料 增产增效 水稻
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基于订单位置聚类的雏鸡配送车辆调度优化模型
《智慧农业(中英文) 》 2020
摘要：为解决大型禽业企业物流订单位置跨度大、配送车辆调度工作人工参与度高、雏鸡配送成本高的问题,本研究结合车辆路径优化问题求解思路,提出了基于订单位置聚类的雏鸡配送车辆调度优化模型。模型通过引入K-means聚类算法,实现了基于订单位置的配送单元划分方法,并基于肘部法则与轮廓系数法设计了自动化订单位置聚类流程,实现了订单配送单元的自主式划分。在划分的各组订单基础上,以配送成本最优作为目标函数,建立雏鸡配送车辆调度优化模型,并结合改进的遗传算法进行求解。研究采用北京某禽业企业实际订单数据,对订单未聚类情况下的整体调度优化与聚类分组情况下的调度优化两种情况的结果进行了对比分析,结果表明订单聚类分组情况下,优化模型使配送车辆平均每天总里程比订单未聚类情况降低69.84%,可以得出,加入聚类算法的订单分组优化更适合实际订单位置跨度大、订单数量多的车辆调度场景。基于以上研究,研发设计了适用于雏鸡配送的车辆调度优化服务系统,实现了订单自动化聚类、配送车辆调度优化、定制化模型服务等功能,通过模型的实际应用,达到了为禽业企业提供智能化配送车辆调度优化服务的目的,切实提高了企业运行效率,降低了企业配送成本。
关键词： 雏鸡配送 车辆调度优化模型 K-means聚类算法 遗传算法 智慧畜禽 定制化模型服务
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基于调制近红外反射光谱的土壤养分近场遥测方法研究
《智慧农业(中英文) 》 2020
摘要：土壤养分作为农业生产的重要指标,含量过少会降低农作物产量,过多则会造成环境污染。因此,快速、准确检测土壤养分对于精准施肥和提高作物产量具有重要意义。基于取样和化学分析的传统方法能够全面准确地检测土壤养分,但检测过程中土壤的取样及预处理过程繁琐、操作复杂、费时费力,不能实现土壤养分的原位快速检测。本研究基于调制近红外光谱,提出了一种土壤养分主动式近场遥测方法,可有效避免土壤反射自然光的干扰。该方法使用波长范围1260～1610 nm的8通道窄带激光二极管作为近红外光源,通过测量8通道激光光束的土壤反射率,建立土壤养分中氮(N)关于土壤反射率的计量模型,实现了N的快速检测。在74组已知N含量的土壤样品中,选取54组作为训练集,20组作为预测集。基于一般线性模型,对训练集中土壤N含量与土壤反射率的定量化参数进行训练,筛选显著波段后的计量模型R2达到0.97。基于建立的计量模型,预测集中土壤N含量预测值与参考值的决定系数R2达到0.9,结果表明该方法具有土壤养分现场快速检测的能力。
关键词： 土壤氮素 近红外光谱 近场遥测 锁相放大 光电探测
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