科研产出
基于语义驱动的日光温室图纸三维建模方法
《农业工程学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了从日光温室施工图纸中重建出温室结构三维模型,提出基于语义映射的施工图纸三维重建方法。首先解析和分类日光温室施工图纸DXF文件,从中识别和理解主要特征构件,建立日光温室构件语义模型并生成分层控制参数,进而基于参数化驱动日光温室三维建模,最后对日光温室三维模型进行真实感渲染。该方法整合CAD制图与三维建模技术,有利于提高日光温室施工图纸的读图效率,建立的三维温室模型具有保真性、交互性和真实感等特性,可用于工程量和造价计算、温室结构优化以及虚拟展示。
关键词： 日光温室 计算机辅助设计 三维建模 语义映射 参数驱动
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自动自发气调箱贮藏对甜樱桃品质及抗氧化酶的影响
《农业机械学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：以艳阳樱桃为试材,研究了气调箱保鲜处理对甜樱桃果实贮藏品质变化的影响以及抗氧化酶的调控。结果表明:甜樱桃果实在贮藏30 d后,气调箱内CO2和O2体积分数分别维持在11%～12%和9%～10%。经气调箱贮藏的甜樱桃果实硬度在各个贮藏时期均高于对照果实,并且,它保持了果实中较高的维生素C含量,有效地延缓了可溶性固形物含量的下降,诱导了贮藏前期果实中过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶及抗坏血酸过氧化物酶活性。气调箱贮藏延缓了果实的pH值、花青素和总酚含量的升高。气调箱贮藏最明显的效果是降低了甜樱桃果实的病害发生率,在(0±0.5)℃贮藏60 d后仍具有较好的感官品质。
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基于冠层光谱植被指数的冬小麦作物系数估算
《农业工程学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：目前针对局地气候条件下某一作物类型的作物系数及其年际变化已开展了较多分析,但适于区域尺度运用的作物系数估算方法的研究还比较缺乏,这是将FAO 56作物系数法成功应用于区域作物实际蒸散量估算的关键环节。该文基于2008-2009和2009-2010年度2个冬小麦生长季的大田试验数据,研究了作物系数(Kc)、基本作物系数(Kcb)与8种常用冠层光谱植被指数(VIs)的相关关系以及水分和氮素胁迫对其的影响,分析了基于VIs估算作物Kc、Kcb的可行性,并对其估算精度进行了验证。结果表明,高氮水平下Kcb较大而土壤蒸发系数(Ke)较小,低氮水平下Kcb较小而Ke较大,不同施氮水平下Kc无明显规律性差异。冬小麦Kc与VIs相关性较弱(决定系数R2=0.094~0.150,p<0.01,n=195),而Kcb与VIs则具有很强的相关性(决定系数R2=0.511~0.685,p<0.01,n=195);施氮水平不影响Kcb-VIs关系,而不足以使冠层光谱出现明显表征的水分胁迫可使Kcb-VIs相关关系减弱。利用VIs估算的冬小麦实际生长条件下的Kcb值与FAO 56确定的Kcb值均具有很好的线性回归关系(R2=0.765~0.864,n=150),其中增强型植被指数(EVI)的估算精度最好。但在不足以使冠层光谱出现明显表征的水分胁迫条件下,利用该法可能会产生较大误差,还需要结合其他途径获取的水分胁迫信息来准确确定。
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地面多角度农业遥感观测装置设计与试验
《农业机械学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对现有多角度对地观测设备存在机动性差、操作周期长、无法搭载较重仪器等问题,设计了一种面向作物信息快速获取的地面多角度农业遥感观测装置(GAMOD)及信息采集控制系统,利用该装置同步搭载高清相机和可见-近红外成像光谱仪(VNIHS)进行大田观测,耗时10 min(所需时间由观测角度决定)可快速获取太阳主平面(0°、180°)和垂直太阳主平面(90°、270°)下4个观测天顶角(0°、20°、40°、60°)的大豆植被影像数据。结果表明:该装置及控制软件运行良好,在多角度观测方式支持下,能有效捕捉到大豆植被三维立体的结构信息。
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基于GPS的农产品原产地定位与标识系统
《农业机械学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对区域特色农产品和受到"指定原产地保护"的农产品,设计了应用GPS的农产品产地定位与标识系统。通过将GPS模块集成到多功能溯源电子秤中,实现对农产品产地信息的获取、存储、加密以及标识打印。通过该系统,可以将产地名称与客观地理位置信息相关联,验证产品标识与实际信息的相符程度,将其反映至农产品标签中,并最终提供给用户,供其查询与验证。系统的实际测试结果表明,其产地判断准确率可以达到97%。
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基于可见-近红外光谱分析的圆白菜与杂草识别研究
《光谱学与光谱分析 》 2013 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：杂草的自动识别是实现作物草害精准施药的基础。利用ASD光谱仪采集两个品种的圆白菜及稗草、狗尾草、马唐、牛筋草和小藜等五种杂草在350～2 500nm波段内的冠层光谱反射率。根据光谱曲线特征,在不同波段内对数据进行不同程度的压缩,以提高运算效率;利用不同参数设置的Savitzky-Golay(SG)卷积平滑求导和多元散射校正方法(MSC)的不同顺序组合对光谱去噪,然后结合主成分分析法(PCA)提取主成分,建立模型,最后利用簇类的独立软模式(SIMCA)分类法对各种植物进行分类,并比较分类结果。试验结果显示利用MSC与3阶5次21点SG相结合的方法对光谱数据预处理后,运用PCA提取前10个主成分作为分类模型的输入变量,取得了100%的分类正确率,能够快速无损地识别圆白菜与几种常见杂草。
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基于可见/近红外光谱谱区有效波长的梨品种鉴别
《农业机械学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)建模方法,提出应用梨在可见/近红外光谱谱区的有效波长(EW)进行其品种鉴别的新方法。用210个样本作为建模定标集,30个样本进行预测。根据偏最小二乘法分析载荷图和回归系数图选择鉴别梨品种的有效波长,并建立EW与最小二乘支持向量机相结合的EW-LS-SVM模型,同时与应用逆反馈人工神经网络(BP-ANN)建立的EW-BP-ANN模型进行判别准确率的比较。结果表明,应用LS-SVM和BP-ANN建立的模型对建模样本和预测集样本的判别准确率分别为100%和93.3%。研究表明,应用EW-LS-SVM模型进行梨品种鉴别是可行的。
关键词： 梨 品种鉴别 可见/近红外光谱 有效波长 最小二乘支持向量机
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基于离散余弦变换和区域生长的白粉虱图像分割算法
《农业工程学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：图像分割是病虫害自动识别的难点之一,目前大多基于颜色、纹理等信息采用阈值法或聚类法进行分割,简单,易实现,但分割精度较低。该文针对田间开放环境中,不能用颜色、纹理特征有效分割病虫害图像的问题,引入离散余弦变换(discrete cosine transform,DCT),提出用清晰度对病虫害图像进行分割,以提高分割精度。DCT的低频信号表示图像轮廓,高频信号表示图像细节,对于病虫害图像,焦点通常聚集在目标区域,该文提出截断DCT高频信号,再与原图做差的方法以区分清晰部分和模糊部分,然后结合病虫图像局部聚合度较高的特性,利用区域生长方法提取完整目标。采用该算法对白粉虱图像进行分割测试,并与阈值法和GMM方法比较:分割结果中,目标的一致性和边缘的清晰度明显好于阈值法和GMM方法,平均正确分类率为98.49%,分别较R,B,Y空间中阈值法和Y空间中GMM方法分类正确率高2.96%、3.28%、3.24%和9.65%,差异达到显著水平。基于DCT和区域生长的分割算法鲁棒性高,能够有效地将病虫害区域从自然环境中采集的叶片中分离,可用于分割白粉虱图像。
关键词： 图像分割 离散余弦变换 病虫害控制 局部特征 区域生长 白粉虱
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基于LMDI模型的黄淮海地区县域粮食生产影响因素分解
《农业工程学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：实现粮食的持续稳定增长是保障区域粮食安全的关键。分解各因素对粮食生产的作用及影响强度,识别其主导因素,对提升粮食产量具有积极意义。该文运用对数平均迪氏分解方法(logarithmic mean weigh division index method,LMDI)建立因素分解模型,定量评价并对比分析1980-2010年间黄淮海地区县域粮食生产变动的区域因素。结果表明,1)1980-2010年间,黄淮海地区粮食产量增加了1.01亿t,县域粮食产量"南高北低"的空间分异格局明显,苏北、皖北、豫东和鲁西地区的粮食增产显著;2)4个因素中,粮食单产对粮食产量变化起到显著的正向促进作用,复种指数次之,而粮作比例和耕地面积在较大程度上抑制了黄淮海地区粮食产量的增加;3)县域粮食生产因素分解结果表明,县域之间在耕地面积、复种指数、粮作比例和粮食单产效应方面存在明显差异。总体而言,粮食单产效应叠加上复种指数效应使苏北、皖北和豫东多数县域粮食总产量显著增加;而粮作比例效应、复种指数效应和粮食单产效应的叠加使鲁西县域的粮食总产量增加明显。
关键词： 粮食 生产 模型 因素分解 LMDI法 黄淮海地区
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基于双侧图像识别的单株苹果树产量估测模型
《农业工程学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：利用普通数码相机获取成熟期苹果树图像进行产量估测,具有成本低、操作简单等特点,其关键是估测模型的建立。该文分别按东南和西北2个方向获取富士苹果成熟期的40株果树的80幅图像,通过果实特征提取,获取东南方向识别出的图斑数量(参数1)、西北方向识别出的图斑数量(参数2)、东南方向识别出的图斑像素面积(参数3)、西北识别出的图斑像素面积(参数4),分别以识别出的4个参数及双方向图斑数量之和(参数5)、双方向图斑像素面积之和(参数6)共6个参数为自变量,以获取的单株产量信息为因变量,以奇数组20株果树为建模数据集建立线性回归模型。结果表明以参数5构建的产量估测模型的决定系数R2最高为0.81,相对均方根差(NRMSE)值最低为0.11,说明以该参数构建的模型其估测效果最好;进一步利用以参数5构建的估测模型对偶数组20株果树进行验证,其NRMSE值为0.16,估测结果较好,但也存在估测产量较大波动的情况。深入讨论引起估测偏差的情况,后期研究应重点提高逆光、弱光照条件下的成熟期苹果的识别率,及解决由于单果因遮挡被分离而被识别为多果的情况和多果因重叠被识别为单果的情况,以提高识别效果,进而提高产量模型估测效果。
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