科研产出
不同模型在渔业CPUE标准化中的比较分析
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了提高渔业数据单位捕捞努力量渔获量(catch per unite of effort,CPUE)标准化数据的质量和模型连续稳定预测能力,该文采用人工神经网络(artificial neural network,ANN)、回归树(regression trees,RT)、随机森林(random forest,RF)和支持向量机(support vector machine,SVM)等机器学习方法和传统的广义线性模型(generalized linear model,GLM)等方法,对2000-2013年大西洋大眼金枪鱼(Thunnus obesus)延绳钓CPUE数据进行标准化。采用平均绝对误差、平均均方误差、3种相关系数(Pearson’s,Kendall’s和Spearman’s)和标准化均方误差等评价指标对不同模型标准化结果进行对比,寻找较优的标准化方法。研究结果表明,在验证数据集SVM方法得到的3种相关系数(0.596,0473和0.632)和RF(0.623,0.456,0.621)相似,高于RT(0.516,0.432和0.586)、ANN(0.428,0.249和0.365)和GLM(0.199,0.106和0.159)。SVM预测的均方误差(11.25)、平均绝对误差(2.107)和标准化均方误差(0.652)略低于RF(11.655,2.377和0.661),明显低于RT(14.999,2.434和0.801)、ANN(16.692,2.883和0.823)和GLM(16.517,2.777和0.993)。各项指标揭示SVM方法要优于其他4种方法,RF次之,GLM计算结果在所有方法中最差,不适合渔业数据CPUE标准化。SVM和RF方法应该被优先考虑用于渔业数据CPUE标准化。研究结果为渔业资源管理和保护提供更好的支持。
关键词： 模型 标准化 支持向量机 随机森林 回归树 人工神经网络 广义线性回归
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基于专家系统的舱室智能化设计在渔船上的应用
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了合理优化舱室布局,提高渔船设计工作效率,该文针对船舶设计过程中存在舱室划分重复性工作多、涉及知识面广、设计人员容易忽略公约、法规中规定等问题,在分析舱室划分基本理论方法和设计特点的基础上,通过建立舱室划分专家系统知识库和推理机制平台,探索基于专家系统的舱室智能化设计方法在渔船舱室设计中的应用。该设计方法以Visual Basic为编程语言,以CATIA软件为平台进行二次开发,通过研发智能化程序模块,应用于某渔船设计过程,验证了程序的准确性和实用性。该程序的开发实现了输入较少数据推动快速建模能力,使舱室划分在满足渔船规则规范的同时,至少可以缩短整船设计周期5-10 d,为渔船智能化设计提供参考。
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去除养殖水体悬浮颗粒的多向流重力沉淀装置设计及性能
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了高效去除循环水养殖系统中的固体悬浮颗粒物,研发了多向流重力沉淀装置,并对其水力特性及相关结构参数进行试验研究。该文以固体悬浮颗粒物去除率为试验指标,设计了5~40 min的水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)及斜管填料规格参数的双因素试验。结果显示,随着HRT增加,多向流重力沉淀装置的固体悬浮颗粒物去除率呈显著上升的阶段性变化特征,但以HRT为20 min时沉淀装置的综合处理效果最优,最高平均去除率可达(58.57%±10.12%),其中粒径小于20μm的微颗粒去除率为19.5%,粒径大于60μm的微颗粒去除率高达90.3%;较小的斜管直径可显著提高多向流重力沉淀装置的固体悬浮颗粒物去除率,而斜管高度对去除率无显著影响。多向流重力沉淀装置用于去除循环水养殖系统中的固体悬浮颗粒物,是一种行之有效的方法。
关键词： 养殖 沉淀 污染 多向流重力沉淀装置 固体悬浮颗粒物 循环水养殖 水力停留时间 粒径分布
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基于TG-FTIR研究海藻与稻壳共热解协同耦合机理
《江苏大学学报(自然科学版) 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了研究大型海藻与木质类生物质的混合热解机理,基于热重-红外联用(TG-FTIR)技术,对条浒苔、稻壳及条浒苔+稻壳混合物(质量比为1∶1)进行热解试验.通过样品的微观结构分析可知,条浒苔主要成分为硫酸多糖、蛋白质等.通过热解热重试验研究可知,在样品的主要挥发分析出阶段,海藻表现为放热反应,其与稻壳共热解时也为放热,说明混合热解实现了能量的耦合;混合后热失重速率试验值相对理论叠加值有所提高,说明混合热解使各组分之间产生协同反应.通过在线红外光谱分析热解过程中的气体产物,可知条浒苔和稻壳在混合热解速率最大时羰基C=O和S=O析出峰增强,并产生伸缩振动的醚键C—O—C的特征峰.最后采用Coats-Redfern积分法对热解过程进行动力学分析,发现混合后反应的活化能降低,使得热解更易进行.
关键词： 海藻生物质 混合热解 动力学分析 TG-FTIR技术 协同反应
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移动式太阳能增氧机的研制
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提高池塘养殖的机械增氧效率,应用Solidworks软件设计了移动式太阳能能增氧机,该设备由太阳能动力组件、水面行走机构、增氧装置和运动控制系统等组成。移动式太阳能增氧机可在水面自主行走,产生波浪和实现上下水层交换。性能测试表明,移动式太阳能增氧机的光照启动强度为17 000 lx,空载噪声为75.3 d B,水面行走机构的行走速度在0.027~0.041 m/s之间波动,无线遥控距离为44.2 m,在增氧装置位置的最大浪高为0.44 m。随着光照强度的增强,增氧装置增氧效率和扰动水体能力增强,最大机械增氧能力为1.24 kg/h,动力效率2.59 kg/(k W·h);最大扰动水体1 254.4 m3/h,扰水动力效率2 613.3 m3/(k W·h)。移动式太阳能增氧机利用太阳能作为能源,在池塘水体中运行面积大、运行时间长,强化了池塘自身的自净能力,具有生态调控的功能,有利于池塘物质循环和水质改善。
关键词： 水产养殖 太阳能 农业机械 增氧机 池塘 水面行走机构
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基于NSST和人眼感知保真约束的图像自适应增强
《光电子·激光 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：鉴于现有的图像增强方法在提高图像对比度、清晰度等方面仍存在不足,提出了基于非下采样剪切波变换(NSST,non-subsampled shearlet transform)和人眼感知保真约束的自适应增强方法。首先对输入图像进行NSST,分解为一个低频子带图像和多个高频子带图像;然后利用非线性增益函数增强高频子带系数,同时对低频部分进行分块局部增强;考虑到传统分块局部增强存在局部图像块间不连续进而导致失真的情况,引入了人眼感知保真约束条件,并将其转化为求解一个典型的线性优化问题,由此获取增强参数,实现低频部分的增强;最后融合处理后的高低频子带系数,重构出期望的增强图像。大量实验结果表明,与近年提出的4种同类方法相比,本文方法所得增强图像的主观视觉效果更好,在清晰度、局部对比度以及全局对比度等定量评价指标上平均高出50%,且实时性良好。
关键词： 图像自适应增强 非下采样剪切波变换(NSST) 人眼感知保真约束 非线性增益函数
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应用ICP-MS法研究我国三种经济海藻中稀土元素含量
《光谱学与光谱分析 》 2015 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：为探讨我国主要经济海藻中稀土元素的含量及分布特征,应用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对我国海藻主产地采集的30份海带、30份紫菜和15份浒苔样品的15种稀土含量进行检测研究。检测结果表明不同海藻中稀土元素含量不同,浒苔中15种稀土元素的总量最高,为16 012.0ng·g-1,海带和紫菜中的含量相当,分别为3 887.4和4 318.1ng·g-1。海带样品中15种稀土的含量在7.9~1 496.4ng·g-1范围,紫菜中各稀土元素的含量范围为8.2~1 836.6ng·g-1,浒苔中稀土元素含量最高,在19.2~6 014.5ng·g-1范围,其中含量最高的三种稀土元素分别是铈Ce(6 014.5ng·g-1)、镧La(2 902.9ng·g-1)和钕Nd(2 601.0ng·g-1)。不同海藻中不同种类稀土元素的含量分布不同,海带中平均含量最高的是Ce(1 496.4ng·g-1),其次为La(689.1ng·g-1),紫菜中平均含量最高的是Y(1 836.6ng·g-1),其次为Ce(682.8ng·g-1);浒苔中平均含量最高的是Ce(6 014.5ng·g-1),其次为La(2 902.9ng·g-1)。三种海藻对轻稀土元素的富集能力远高于重稀土元素,海带、紫菜和浒苔中轻稀土元素分别占总稀土含量的90.9%,87.3%和91.1%。浒苔富含稀土元素为浒苔资源的有效利用开辟新的研发方向,提供重要数据支持。
关键词： 海藻 稀土元素 电感耦合等离子体质谱法
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基于蜂群优化或分解的二维Arimoto灰度熵阈值分割
《浙江大学学报(工学版) 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：现有的Arimoto熵阈值法未考虑图像目标和背景的类内灰度均匀性,为此提出基于蜂群优化和基于分解的二维Arimoto灰度熵阈值分割方法.定义Arimoto灰度熵,导出二维Arimoto灰度熵阈值法,分别利用基于蜂群优化和基于分解的方法求解最佳阈值.基于蜂群优化方法给出中间变量的快速递推公式,利用改进的人工蜂群(MABC)优化算法搜索最佳阈值,减少迭代时适应度函数中的冗余运算.基于分解方法将求解二维Arimoto灰度熵阈值法的运算转化到2个一维空间,进一步降低计算复杂度.实验结果表明:与近年来提出的3种同类方法相比,所提出方法的分割性能更优,分割后图像中目标完整、边缘纹理清晰,具有良好的抗噪性.同时,所提出的方法运行速度快,有望满足实际系统对分割的实时处理要求.
关键词： 图像处理 阈值分割 二维Arimoto灰度熵 改进人工蜂群优化算法 分解 快速递推算法
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基于北斗卫星船位数据分析象山拖网捕捞时空特征
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了快速大范围掌握捕捞努力量时空分布特点,借助北斗船位数据采用统计方法获取拖网捕捞状态的速度阈值,根据阈值判断捕捞状态点,捕捞状态点之间时间组成累计捕捞时间,累计捕捞时间与功率的乘积作为捕捞努力量,根据捕捞努力量分析拖网捕捞时空特征。2013年象山在近海拖网捕捞努力量从时间上可以分为3个时间段,即2~5月、6~9月、10~12月与1月。从空间来看捕捞努力量以象山附近的渔场为中心由高到低向外扩展,形成近似的同心圆。从拖网捕捞时间来看分为全年近海渔场、春秋季近海渔场、春秋冬外海渔场、春季或秋季周边外缘渔场。利用北斗数据提取方法计算6个网次时长,并与手工出海调查记录的时长比较,两者相对误差在5%以内。
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