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。     

近30 年南京市水域消长及其原因分析

【目的】水作为重要的农业资源,在农作物种植、水产养殖等方面起着重要的作用,因此了解研究区域生态系统中自然环境因素和人类活动对水体变化的综合影响,能为同类地区合理利用地表水体资源提供借鉴。【方法】选取多年同期Landsat系列影像为主要信息源,依据水体信息遥感提取结果,采用空间变化强度指数和区域重心模型等,对南京市水体面积的时空变化特征进行分析,在此基础上,基于多因子回归分析法,结合高分辨率影像验证,对南京市不同时期的水域变化主要影响因素进行分析。【结果】1990—2018年,南京市的水域分布重心持续南移,水体面积总体上呈扩大发展态势,但在此期间,由于气候变化、城市用地扩张和水产养殖业发展等因素的影响,南京市水域面积表现出阶段性增减的波动特征,尤其是1994年因为降水严重偏少等引发的干旱,导致当年该市水域面积降到了近30年来最低水平;此后,包括溧水和高淳两县在内的南京市以南地区,由于水产养殖规模扩大,越来越多的农田被开挖成鱼塘,这是南京市水域分布重心不断向南移动的主要原因。     

珠三角丘陵区耕地质量综合评价及指标权重敏感性分析

快速工业化和城市化给珠三角地区的耕地造成一系列土壤环境污染问题,合理评价这些区域耕地质量对指导耕地的有效利用和保护以及实现耕地数量-质量综合平衡与管理具有重要意义。目前耕地质量评价中,较少考虑土壤污染因素,并且缺乏对指标的权重敏感性分析验证评价结果的可靠性。因此该文以珠三角土壤受污染区之一的增城区为例,综合考虑土壤肥力因素以及土壤环境评价指标,从土壤理化性质、农业生产条件、区位条件、土壤环境4个方面构建耕地质量综合评价指标体系,分析增城区耕地质量总体特征及空间布局与行政区域分布规律,在此基础上基于OAT(one-at-a-time)法来评估各指标权重的不确定性对评价结果的影响程度。结果表明:增城区耕地整体质量较高但优质耕地较少。在耕地质量综合评价中融入土壤污染因素,并对其进行微观定量分析,使得评价体系更全面。不同指标权重变化对耕地质量变化率影响的空间差异较大;对于同一指标,权重增加或减少的值相同时,其对耕地质量评价结果的敏感性相同。最大的MACR(mean absolute change rate)值3.558 2%远低于相应的权重变化率30%,表明评价结果总体相对稳定,该文初始确定的权重是合理的。该研究有助于国土相关部门更好地掌握土壤受污染区域的耕地质量,在空间多准则决策中减少不确定性影响。     

刺葡萄原生质体分离研究

为建立良好的刺葡萄原生质体分离体系,利用原生质体融合技术对刺葡萄进行品种改良,以刺葡萄叶片、根尖和愈伤组织为材料,研究了经不同酶液组合和酶解时间处理,再经过0.45μm筛网过滤,1000r/min低速离心后分离产生原生质体的情况.试验结果表明,原生质体分离材料以愈伤组织最好,叶片次之,根尖最差;4次以内继代培养的愈伤组织,经2%纤维素酶+0.5%果胶酶+1%离析酶的酶液组合酶解8h后,原生质体的产量为5.12×106个,活力为88.57%.     

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。     

土地整理项目管理信息系统的设计

土地整理业务审批与监管是实现土地整理项目管理信息化的一个重要手段。以土地整理项目业务审批 与监管系统为对象、从系统研制的背景和现实需求出发、分析土地整理项目管理的业务流程。根据土地整理项目管 理业务实际工作中的用户需求即项目管理需求、项目统计需求和项目考核的需求、进行系统的结构和功能设计。对 系统中重要功能模块的操作界面进行了介绍、从而验证系统实现的科学性和合理性、最后介绍了系统的创新点和特 色。结果表明、该土地整理项目管理信息系统能实现土地整理项目管理信息化、提高了项目管理效率和科学化水平、 便于进行全面推广与应用。     

龙眼常温液膜保鲜效果的研究

用1%、3%和5%蔗糖基聚合物对龙眼进行涂膜处理后在常温下贮藏。结果表明:蔗糖基聚合物涂膜可以减缓维生素C、可溶性固形物、总糖等营养物质的损耗,延缓呼吸强度、乙醇和丙二醛的升高,延长了龙眼在常温下的贮藏效果。     

基于无人机DSM的小麦倒伏识别方法

【目的】小麦倒伏是造成产量和质量下降并且影响农业机械自动化收割的重要原因。基于无人机遥感平台获得的数据能够为小麦倒伏提供及时准确的监测结果,为智慧农业智能化育种、栽培和管理提供科学依据。【方法】基于无人机搭载的消费级相机,获取可见光影像结合生成的DSM数据,采用随机森林的分类方法进行小麦倒伏识别。【结果】基于可见光和DSM数据获得的小麦倒伏分类总体精度为98.41%,Kappa系数为0.97,相较于仅依靠可见光谱信息的分类结果具有显著提升,识别结果也更加可靠,能够显著改善小麦倒伏识别效果。【结论】证明了基于无人机搭载消费级相机获取的DSM数据在农作物倒伏识别中的可行性,提供了一种自动识别小麦倒伏的新思路和新方法。