植物三维信息采集方法研究

精确的植物三维形态结构模型可用来研究与植物空间结构相关的性质,是虚拟植物、植物建模等相关研究的一个重要方面。该文主要研究了采用基于结构光技术的三维信息采集系统,结合必要的旋转装置,快速无损地获取植物点云数据,从而获取植物三维形态结构的方法。为解决这种三维信息采集时点云数据无法良好配准的问题,该文提出了一种基于改进的外部附加结构的配准技术,使得配准精度、稳定性及处理速度都有显著提高。该研究结果可为深入研究植物虚拟生长建模技术奠定良好的基础。     

无线传感网获取的农田数据管理系统集成与实例分析

无线传感网络日益成为大范围农田信息采集的重要手段,如何科学管理无线传感网自动获取的大量农田数据成为重要的研究问题。该研究利用Oracle10g工具构建了农田观测数据库,并基于Microsoft Visual Studio.net、ESRI ArcGIS Engine9.3和ERDAS9.2软件集成开发了农田观测数据管理系统,实现了与无线传感器网络数据自动获取平台之间的无缝对接及数据高效管理。该数据管理系统包括数据自动入库、数据编辑管理、数据浏览统计分析、空间化数据产品生产应用等4个功能模块。数据自动入库模块主要完成无线传感网获取的农田原始数据到数据库初级产品的管理,包括自动接收控制、数据校正与纠错、观测器异常报警等基本功能;数据库编辑管理模块负责已入库数据的元数据生成与维护,真实数据检索、显示与分析等任务;空间化数据产品生产应用模块主要实现观测数据的空间扩展、时空耦合模拟,以及农情监测业务应用等需求,包括空间插值和时间维模拟等。该系统在河南省鹤壁市进行了实测应用,已经稳定运行1年,结果表明:系统能实现农田参数的自动入库、相关处理、分析和管理,具有良好的稳定性、安全性、完善的功能性和便捷的人机接口等特点。     

基于Web的数字农业系统平台研究与设计

数字农业系统是一个集信息化、数字化、网络化与自动化等多种现代高新技术为一体的,融合现代农业技术的智能化农业生产、管理和应用系统。在充分分析数字农业系统的研究意义、内涵和研究内容的基础上,给出了网络环境下数字农业系统的总体设计思路、方法和架构,并详细探讨了数字农业系统核心功能模块的主要功能及设计结构,以及未来物联网环境下数字农业系统,乃至智能农业系统地研究发展方向和趋势。     

SPAC系统中质能传输力学问题的新课题

综述了国内外对SPAC(土壤—植物—大气统一体)系统质能传输过程从事的理论研究进展;介绍了一些新的研究课题,以及国内近年来在SPAC系统研究中理论和实验研究方面所取得的一些重要成果,即调控亏水度灌溉技术,“脉冲”灌溉技术的研究及应用、用土壤水的定量管理改良盐碱地的措施等;提出了一些在SPAC系统研究中需要解决的研究难题,包括建立适当的模型、确定合理的边界条件、参数等问题。     

基于云原生技术的土壤墒情监测系统设计与应用

该研究针对全中国尺度的土壤墒情监测需求,构建基于自动监测站原位监测与多源专题数据的土壤墒情数据获取感知技术体系,提出数据质量控制清洗策略并建立数据校正插补模型。系统基于云原生技术设计,将模块以微服务形式灵活开发部署,通过容器技术打包运行独立实例,布设了墒情数据上报采集、可视化分析和数据挖掘应用等核心模块。依托空间分析和WebGL技术开发3D WebGIS数据分析功能模块,实现协同土壤墒情、土地利用、海拔高程等多源数据可视化分析与制图,深入挖掘数据价值,实现墒情估算和基于水量平衡的灌溉决策应用服务。系统已在中国21个省份得到应用,建立自动监测站970个,采集监测数据6000余万条,为用户掌握土壤墒情现状、指导农业节水灌溉、获取可靠科研数据等应用提供数据与技术服务。     

采用局部点云和BP神经网络的苹果树剪枝决策系统构建

针对当前果树智能化剪枝决策研究尚不完善的问题,以树形分析和人工智能剪枝决策为基础,建立苹果树剪枝决策系统。提出基于局部点云的树枝三维骨骼提取方法,该方法采用Harris角点检测、凝聚层次、深度层次分析算法提取三维骨骼关键点,并基于线覆盖法建立树枝的空间向量,获取苹果树枝的三维空间形态特征数据,从而生成树枝的三维骨骼图,实现真实树枝的数字化模拟;提出基于BP神经网络的剪枝决策方法,以三维骨骼图为特征,实现根据输入的果树数据自动分析并生成剪枝方案。结果表明,剪枝决策方案对于背上枝和向心枝的辨别程度较好,准确率均达到90%以上,对干扰枝的总检出率85.71%,整体符合要求。该系统实现了苹果树剪枝环节的数字化处理和智能化剪枝,为果树科学剪枝提供可靠的工具。     

LabVIEW软件平台在果园生态环境远程监测系统中的应用

在果园的生产管理中，环境对果树的生长发育、栽培技术的实施、病虫害的预防等产生极其重要的影响。应用LabVIEW虚拟仪器开发平台，结合数据采集模块和各种传感器，实现了果园生态环境数据的实时采集，并利用LabVIEW自带的远程面板技术让客户远程监控服务器端。试验结果表明：系统能较好地实现果园生态环境远程实时监测，为果树生产管理提供决策依据。     

农业园区全景GIS数字化系统设计与应用

以物联网、大数据为核心的数字化技术是当前经济社会发展的重要推动力,其本质是利用信息技术改造提升传统产业,通过数据化、在线化业务,实现用数据生产、用数据管理、用数据决策目标。园区信息化建设是当前乡村振兴战略下支撑供给侧结构性改革的重要切入点,为了解决基层现代农业园区高起点应用而信息资源相对不足、管理决策模式急待提升的难点问题,该文以农业园区数字化管理为例,运用物联网、无人机、科研协同等手段获取数据,进行与基层园区规模相适应的全景GIS(geographic information system)数字化云服务系统设计,以获取的数据为核心,设计了农业园区全景信息管理、在线数据挖掘分析和试验数据协同分析等核心功能,以提高园区农业生产经营的精细化管理水平,为农业"优质、高效、生态、安全"生产目标提供技术支撑。     

果树栽培管理技术要点浅析

果树是指能生产可供食用果实或种子的多年生植物,是农业的重要组成部分,而农业又是国民经济的基础。不同时期果树土壤、肥、水、病虫害防治等管理技术各不相同,需要因树施策,因地制宜。基于此,从土壤管理、肥料管理、水分管理、花果管理和病虫害防治等方面分析果树栽培管理技术,促进产量和收益的增加。     

西南丘陵山区坡耕地植物篱水土保持效益研究进展[1]

从植物篱拦截径流、减缓坡度、改善土壤理化性质、提高土壤酶及微生物活性、保护生物多样性等方面综述了植物篱控制水土流失的机理,总结了西南丘陵山区不同植物篱模式的水土保持效果及坡度和平衡施肥对其的影响。西南丘陵山区植物篱研究以草本类的香根草、黄花菜以及乔木类的新银合欢等居多,其中黄花菜多与果树配合。最后从加强植物篱土壤生物学特性和植物篱带间距方面的研究进行了展望,以期为西南丘陵山区植物篱水土保持研究与应用提供参考,促进该区域化肥减量增效目标的实现。     

林果机械化采收技术与装备研究进展

机械化采收技术是制约林果产业发展的重要瓶颈。实现林果机械化采收是林果产业转变发展方式、节本增效、增强国际市场竞争力的重要途径之一,也是林果产业全程机械化和规模化的研究重点和难点。林果机械化采收的技术重点是高效低损采摘,最终目标是实现林果自动化、智能化、无人化采收。该文总结了中国林果种植分布情况现状,将现有林果机械化采收技术与装备系统地划分为一次性联合摘果采收和振动采收后集果捡拾,并对其研究现状和发展动态进行了阐述和剖析。在此基础上,结合林果产业发展要求和应用场景,归纳了国内林果机械化采收技术面临的机会和挑战,并提出兼顾不同需求发展高性能、高效率、高可靠的林果机械化采收装备建议,以期为促进林果业的现代化和高新技术推广提供参考。     

信息技术提升农业机械化水平

为适应中国现代农业建设的需要,保持中国农业机械化水平持续增长,实现中国农业可持续发展,该文提出,应将先进的信息技术融入中国农业机械的设计、制造、作业和管理等环节,使农业机械装备实现信息化和智能化,从而整体提升农业机械化水平。文中介绍了参数化设计、基于知识工程的农机产品设计、基于产品数据管理的并行协同设计等农机产品设计的关键技术;柔性制造、计算机集成制造、虚拟与网络制造等农机产品制造的关键技术;农情信息采集、农业机械导航、田间管理等农业机械作业的关键技术;农业机械管理、农业机械调度等关键技术。分析了这些关键技术信息化的不足,总结了世界各国的发展趋势,指出了用信息技术提升中国农业机械化水平应解决的核心问题。为加强农机装备的信息技术创新,该文建议,应突破一批智能农业装备数字化设计技术、自动导航协调控制技术及农业装备现场总线技术等关键技术;研发一批大田和设施农业生产作业系统、果园作业智能装备和畜禽水产精准生产装备等重大技术产品;构建一批水肥药田间精准作业系统、畜禽水产自动饲喂系统和自动化加工生产线等农业机械精准作业系统,从而进一步用信息技术提升农业机械化水平。     

甘肃发展数字农业的几点思考

为了优化甘肃省农业产业链组织结构,提升产业链生产效率,根据《甘肃省“十四五”数字经济创新发展规划》统计数据,用数字农业理论分析了甘肃省数字农业发展现状与存在的问题。从平台建设、基地建设、技术创新、社会服务、人才培养等方面提出了甘肃省发展数字农业的建议:加强数字农业平台建设,打造基于产业链的综合性信息服务平台;强化数字农业技术研发,在遥感和气象领域进行技术突破;以数字技术创新推动农业社会化服务发展;重点建设一批具有引领带动作用的数字农业示范基地;重视数字农业学科发展,培养数字农业细分专项人才。     

调亏灌溉在果树上应用的研究进展

我国果树具有栽培面积大、经济效益高等特点,但其耗水量较大,同时我国又是水资源缺乏的国家,在果树上实行节水灌溉势在必行.本文综述了调亏灌溉的定义、发展及其在果树上的应用和对果树产量、品质等的影响,探讨了调亏灌溉研究中存在的问题,并提出展望.     

宁南山区高效果园建设技术与发展前景

该文在总结近年来试验研究和调查资料的基础上，提出了宁南山区高效果园建设的技术措施：即选用名优品种，采用无病毒苗木建园；壕沟栽植；合理密植；覆盖地膜；嫁接改良；节水灌溉和分区发展。应用上述科学技术，高效果园建设前景乐观。认为，宁南山区各地、县领导将发展果树生产，开发果品经济作为发展贫困山区经济的战略设想，不仅是可行的，也是可能的。最后提出了在宁南山区建立梨、苹果、仁用杏三大果品基地的建议。     

智能化农业物料输送技术进展与趋势

农业物料输送技术是制约农场智能化应用的重要瓶颈。物料输送主要借助输送设备将物料由加料机输送至受料机中,提高受料机的续航时间,使其路程加大,以确保其高效率、持续性地正常工作。该研究按照物料特性和输送原理,将现有物料输送自动化技术与装备系统地划分为以下4类：固态种苗肥自动输送技术、液态水药燃油自动加注技术、收获物自动收集技术、收获物自动卸载技术,逐一对其研究现状和发展动态进行了重点阐述和深入剖析。总结了自主定位导航、物料流量实时监测及机群实时通信3项智能化物料输送关键技术的研究进展,并结合农场智能化技术要求和应用场景,从形成全生产环节物料输送技术体系、基于时空数据的农田物料需求决策技术、基于农田数字模型和变量作业处方的农机物料丰缺预测技术、物料车多机配送路径动态优化技术角度展望了农场智能化作业多机协同物料配送技术的发展趋势,以期进一步提高农场智能化作业效率、联动性能和应用效果。     

基于GIS的南平市锥栗气候分析与区划

在南平市气候分析和锥栗研究的基础上,结合本市地形、地貌特征,通过GIS的空间分析和多层复合方法,结合果树和农业气象专家的研究成果,利用1961-2000年的气象资料和GIS中的数字高程数据,进行南平市锥栗适宜种植区的划分和评价,为闽北锥栗种植布局提供科学依据。     

苹果采摘机器人关键技术研究现状与发展趋势

目前国内苹果基本采用人工采摘方式,随着劳动力资源短缺以及机械自动化技术的迅速发展,利用机器人采摘替代人工作业成为必然趋势,开发苹果采摘机器人用于果园收获作业具有重要意义。由于苹果采摘作业环境复杂,严重制约了采摘自动化的发展。目标识别、定位与果实分离是苹果采摘机器人的关键技术,其性能决定了苹果采摘的效率及质量。该文概述了具有市场化前景的苹果采摘机器人发展和应用现状,综述了在复杂自然环境光照变化、枝叶遮挡、果实重叠、夜间环境下以及同色系苹果的识别方法,介绍了多种场景并存的复杂环境下基于深度学习的苹果识别算法,遮挡、重叠及振荡果实的定位方法,并对采用末端执行器实现果实与果树的分离方法进行了分析。针对现阶段苹果采摘机器人采摘速度低、成功率低、果实损伤、成本高等问题,指出今后苹果采摘机器人商业化发展亟需在农机农艺结合、优化识别算法、多传感器融合、多臂合作、人机协作、扩展设备通用性、融合5G与物联网技术等方面开拓创新。     

农业物联网技术应用及创新发展策略

农业是物联网技术应用的重点领域之一,也是物联网技术应用需求最迫切、难度最大、集成性特征最明显的领域。该文对农业物联网国内外技术应用现状、存在的问题以及农业领域关键应用环节进行了深入分析,在此基础上提出了农业物联网未来技术发展重点以及对策措施。农业物联网未来技术发展重点:农业物联网信息感知与识别技术,农业物联网自组织网络部署与信息传输技术,农业物联网自组织网络部署与信息传输技术,农业物联网安全监管与服务质量保障技术。农业物联网对策措施:加强农业物联网技术规范研究,加强核心关键技术产品研发,加强农业物联网技术集成平台建设,加强农业物联网产品设备检测,加强农业物联网应用布局,进一步优化和完善政策环境。该研究为中国农业物联网可持续发展提供决策参考。