不同分级标准下土壤养分图的整合模型构建

【目的】针对我国土壤普查成果中不同省份或地区、甚至相同省份不同县市之间的土壤养分图分级指标不一致导致的全国土壤养分图整合困难的问题,提出不同分级标准下土壤养分图的整合模型,实现全国高精度土壤养分制图表达。【方法】分析土壤二次普查大、中比例尺多种土壤养分图在数据提取及整合时可能出现的问题,在保留原有图斑的土壤养分分级信息、属性数据、不同制图目的下视觉一致的前提下,采用组件式建模方式构建土壤养分分级体系整合模型。【结果】通过对我国第二次土壤普查成果1∶50万土壤有机质空间分布图的应用,该模型能够对分区调查的矢量化空间数据库进行提取、整合与表达,实现海量土壤养分制图中人机交互的智能表达,并通过对分级属性数据的提取,实现对不同区域土壤养分图的整合,便于重新制图并进一步生成土壤养分低值、中值、高值图。【结论】土壤养分分级体系整合模型可适用于环境、生态等其他领域的类似数据的分级整合与表达。     

基于Mask R-CNN 的玉米干旱卷曲叶片检测

【目的】干旱胁迫严重影响玉米生长和产量水平,对玉米干旱胁迫快速、精确监测,及时制定相应的防灾减灾措施对保障玉米丰产稳产具有重要意义。对玉米干旱卷曲叶片进行监测是实现快速精确地监测玉米干旱胁迫的重要方法。【方法】文章使用单反相机获取干旱胁迫和适宜水分处理下的玉米植株数字图像,使用多边形框手动标注玉米卷曲叶片,建立玉米卷曲叶片目标检测数据集,使用目标检测模型Mask R-CNN对玉米卷曲叶片进行检测。【结果】目标检测模型进行玉米卷曲叶片检测的置信度高于98%,在IOU阈值为0.5时,卷曲叶片检测模型的均值平均精度为74.35%。【结论】目标检测算法能精确地对玉米卷曲叶片进行检测和分割,卷曲检测置信度高。基于叶片卷曲信息的玉米干旱胁迫识别具有快速、及时、精确等优点。随着作物表型组学的发展,目标检测算法可广泛应用于作物生物胁迫、非生物胁迫以及作物表型研究中感兴趣区域的识别和定位等研究。     

果园采摘机器人研究综述

【目的】我国果园面积和水果产量位居世界首列,但是水果种植管理基本依赖人工,其中水果采收就属于高耗劳动力任务,需要大量的农村劳动力参与。但是近年来农村劳动力呈现出老龄化、逐渐减少和高成本化的趋势,这不仅会降低水果的采摘效率,还会造成果园投入成本和水果生产成本增加。为了缓解这一现象给水果产业带来的影响,研发果园采摘机器人将是果园生产低成本高效益的重要选择之一。果园采摘机器人属于多学科融合的技术载体,该研发会面临大量技术挑战。【方法】文章以文献整理和市场调查相结合对采摘机器人研究现状进行梳理,展现国内外多种类型的果园采摘机器人的科研成果,对目前存在的问题进行深入分析,探讨果园采摘机器人的基本系统组成、现存的难题,针对发现的难题提出对策。【结果/结论】果园采摘机器人在我国具有巨大的应用空间,但是由于研发难度大,国内外经济实用的果园采摘机器人产品还很少。需要加大智能采摘机器人的研发力度,综合多学科高新技术,大力开展智能采摘技术及装备的创新研究工作,提高机器人的精准化、便携化、低成本化,促进我国果园采摘机器人早日投入应用。     

基于遗传规划的地表覆盖变化检测方法研究

【目的 】针对地表覆盖变化受干扰因素影响而产生伪变化的问题,提出一种基于遗传规划（Genetic Programming,GP）的变化检测方法,以提高土地管理、灾害评估和生态监测中地表覆盖变化检测的准确性和实时性。【方法 】文章以山东省阳谷县为研究区,基于研究区两幅Landsat-8 OLI影像,采用GP算法进行种群初始化、适应度评估和种群进化,进而进化出最佳个体用于地表覆盖变化检测,并将GP检测结果与变化向量分析、主成分分析和相关系数法这3种传统遥感变化检测方法进行比较。【结果 】基于GP的变化检测方法获得的总体精度为95.55%,Kappa系数为0.91,变化和未变化像元的错分率分别为3.37%和5.50%,漏分率分别为5.58%和3.32%,优于3种传统变化检测方法。【结论 】基于GP的变化检测方法可以自动选择地表覆盖敏感光谱波段构建变化强度树,并自动集成阈值和变化强度树,避免了手动设置阈值带来的主观干扰。     

手机电池容量检测电路软件设计

本文所用电池容量检测方法是恒流放电法,计算电流与时间的乘积作为电池容量值。检测过程:(1)将电池正确接入,测量电池电压,对不同的电压值给出不同的操作,充放电的转换通过单片机控制继电器实现;(2)在充放电的过程中每隔10s显示所测的电压,最后通过LCD显示结果,即该电池的容量。电路通过Proteus仿真,软件程序利用Keil和C语言进行程序设计。     

基于中国知网和Web of Science 的无人机文献计量分析

【目的】通过文献计量学的方法，对无人机发展近况进行研究。【方法】在中国知网 和Web of Science 两大数据库平台上对无人机相关文献进行检索，基于CiteSpace 文献分析软 件，对两大平台的无人机相关文献发表量、国家分布、被引量、发表机构、研究方向、研 究热点和无人机机型进行文献计量学分析。【结果】两大平台发文量变化趋势相似，在Web of Science 我国和美国的发文量占比最大，但平均被引用量西班牙、澳大利亚、法国、德国、 英国和美国6 个国家高于平均值，我国最低；在CNKI 中国航空院校的发文量最大，Web of Science 上前十发文机构我国和美国占据九席；在CNKI 以航空航天科学与工程的发文量最高 （44%），在Web of Science 工程学的文章数量占比最大（55%）；遥感、测绘、无人机在农业 上的应用和四旋翼无人机在两大平台上均是目前的研究热点，且国内对固定翼无人机和无人 直升机的研究较少。【结论】各国对无人机的研究日益增加，主要以我国和美国为主。我国 应紧跟国际研究热点，继续加大无人机研究深度，特别是固定翼无人机和无人直升机，巩固 我国无人机行业在国际上的地位。     

基于边缘设备的轻量化小目标果实检测模型

【目的】随着计算机视觉和智慧农业的快速发展,果实检测技术已成为研究热点。然而在果园实际应用场景中,存在模型计算量大、目标果实尺度小的问题,导致模型难以在边缘设备上实时运行且小目标果实检测精度低,因此文章通过改进Yolov3模型,设计并实现一种轻量化小目标果实检测模型RegNet-Yolov3,能够在边缘设备上实时运行并实现高精度果实检测。【方法】该模型通过构建轻量化特征提取网络,有效降低模型参数计算量,满足在边缘设备上实时运行要求;并针对柑橘果实小尺度特点,通过添加浅层网络检测分支优化模型小目标检测性能,提升检测精度。【结果】将模型部署在边缘设备Jetson TX2 nano上进行测试,模型m AP值和网络推理速度分别为96.0%和122 ms,均优于原先Yolov3网络测试结果。【结论】实验结果表明,该研究模型能够实现在保持较高检测精度下,在边缘设备Jetson TX2 nano上实时运行,满足果园作业平台果实检测工作。     

基于众包数据和遗传规划算法的农作物遥感智能识别方法

【目的】 农作物空间分布信息是支撑相关科学研究与政策制定的重要依据。当前农作物空间分布遥感分类在理论和技术方法方面取得了长足的发展,但仍面临一些难题,包括地面样本数据的获取困难、作物特征选择存在主观性和冗余、特征构建过程中缺乏针对性和代表性等,导致农作物空间分布遥感分类的效率与精度不足。【方法】 针对这些问题,文章开展快速、准确、低成本的样本获取、特定作物分类的最优特征构建与优选,并分别选择多个研究区开展实证研究。样本获取方面,开发基于“视田”众包的样本获取平台,通过迭代更新的任务采集和历史样本库的方式高效获取地面样本。作物分类方面,提出遗传规划算法为不同作物提取差异化的特征,通过遗传进化思想实现定制化特征的构建,能够在原始特征的基础上构建高层次特征。【结果】 在北方地区,利用“视田”众包工具,由8名工作人员2天内完成了位于义县、辽中区、新民市及开原市4个区域的水稻、玉米、大豆和花生的样本采集,内业工作人员同步进行分类并迭代样本需求,分类的总体精度均大于90%,kappa系数均高于0.87。在南方地区,位于湖北省枝江市区域的春秋两季作物分类结果的总体精度均大于94%,kappa系数均高于0.86。【结论】 该文提出了一套快速、高效开展农作物遥感分类的技术体系：利用众包采集快速扩大样本数量,同时利用遗传规划算法提高样本训练效率。在不同区域、不同作物类型研究区应用,可实时、准确生产农作物空间分布图,总体效果稳定,在支撑科学研究与政策制定方面具有较强的应用前景。     

地被菊不同基因型品种的再生研究

针对不同基因型的品种使用不同培养基组合进行再生研究.以12个地被菊品种为材料,利用3种分化培养基,以叶片、茎段为外植体进行培养,研究不同基因型、激素组合对再生体系建立的影响.结果表明:'紫妍'、'铺地金'、'小黄星'、'重瓣晚黄'、'流金岁月'和'金顶红心'最适分化培养基是:MS 6-BA 2.0 mg/L NAA 1.0 mg/L;'玉人面'和'新黄'最适分化培养基是:MS 6-BA 1.0 mg/L NAA 0.1 mg/L;'北林黄'、'新晚黄'、'国庆紫'和'落金钱'最适分化培养基是:MS 6-BA 1.0 mg/L NAA 0.5 mg/L.     

耕地复种指数研究的关键科学问题

在当前耕地外延式扩展难以满足、粮食单产提升难度加大的新形势下,提升耕地复种指数、走耕地内涵式集约利用模式,是确保未来我国粮食增产和国家粮食安全的重要途径。本文从农业土地系统科学视角出发,系统总结了耕地复种指数研究的总体研究框架和核心研究内容,全面梳理了国内外该领域的研究现状、进展及存在的问题。研究认为,第一,格局与过程探测是耕地复种指数研究的重要基础。不仅要关注耕地潜在或实际复种指数的数量、空间分布、区域差异及其时空变化过程,更要关注耕地复种指数的提升空间,科学描述可挖掘的复种潜力。第二,功能与效应分析是耕地复种指数研究的核心内容。现有研究多聚焦耕地复种指数提升对粮食产量增加的贡献作用,复种指数变化的生态环境效应研究以微观试验性研究为主;迫切需要建立综合效应分析框架,从不同的学科、视角和尺度揭示耕地复种指数对区域资源配置、社会经济和生态环境等的影响和反馈机制。第三,优化调控是耕地复种指数研究的关键任务。科学提出可持续挖掘和提升耕地复种潜力的策略,重点强化可持续性评估、障碍性因子分析和系统性优化调控等方面的研究,追求粮食安全、资源安全和生态安全的权衡协调,以建立人地和谐、可持续的农业土地利用模式。耕地复种本质上反映了复杂的“人-地”耦合关系,多数据、多尺度、多模型和多方法的综合研究将是未来耕地复种指数研究的重要发展方向,将会促进自然科学、工程科学和社会科学等多个学科门类的综合、交叉和集成研究。