采棉机发动机罩网自动清理装置设计与分析

为解决采棉机发动机防护罩网易堵塞、人工清理性能低等问题、针对采棉机工作的实际需求,设计了一种采棉机发动机防护罩网自动清理装置,并分别对其结构、工作原理进行了阐述。在ANSYS Workbench环境下对刷辊进行模态分析,当转速为240r/min时刷辊不会发生共振,满足使用要求。同时,对吸附杂质的物理特性和刷辊刷毛的力学特性进行了分析,并对清理装置清扫刷辊清扫率和人工的清扫率进行试验对比。结果表明:人工清扫杂质清扫率在80%～85%之间,清理装置刷辊工作过程中杂质清扫率大于90%,装置在工作过程中可靠性高,各项性能均满足要求。本设计为该自动清理装置的后期进一步研发提供了技术支撑和理论依据。     

基于机器视觉的无人机油菜长势调查研究

精准农业以实时准确地获得作物生长信息为前提,可精确调控各种环境因素,促进农业物资合理利用和实现高产。在各种生长信息中,作物长势相关的参数是研究的重点。基于无人机的作物长势调查能够适应农田的复杂环境,在作业效率和降低成本上也有明显的优势。为此,开发了基于机器视觉的油菜长势调查方法,利用无人机搭载数码相机拍摄油菜图像,经过机器视觉分析处理后区分不同生育时期的油菜。以H分量值作为与生物量相关的特征参数,用于反映油菜的长势。在实际的应用中,建模样本的H值与实测生物量之间存在极显著的相关性,建立的模型准确计算出检验样本的生物量,为油菜的长势调查和产量预测提供了依据。     

StAX技术在XML文档解析中的应用

随着XML的不断发展以及应用的逐步深入,高效解析XML文档变得越来越重要。本文对DOM、SAX解析XML进行了介绍,分析了两种解析方式的优劣,在此基础上,文章重点阐述了StAX的两种解析方式,并总结了StAX技术的优势。     

基于机载高光谱端元提取分析棉花生长期光谱变化

【目的】棉花在不同生长期的波谱曲线变化具有规律性,研究其时间序列上的反射光谱变化趋势与规律并监测长势,为基于无人机多光谱、高光谱遥感的作物长势监测提供借鉴和参考。【方法】使用多旋翼无人机搭载Rikola高光谱成像仪,获取棉花从花期到后期之间的高光谱影像。使用纯净像元指数算法和最大单形体体积算法进行端元提取,并以SR-3500光谱仪采集的地面光谱曲线为标准,光谱角度为评价指标,依次从端元提取算法效果、不同航高数据对比、光谱相关性、多期光谱曲线变化趋势等分析。【结果】最大单形体体积算法在60、80、100 m航高下波谱角度结果分别为0.065 8、0.065 9、0.067 7,相较于纯净像元指数算法结果更接近地面光谱仪数据,具有较优的相关性(R²均在0.99以上),且能更好地提取小样本端元。航高对端元提取的影响较小,同种算法在不同航高下提取结果差异均在2%以下。不同生长期棉花波谱曲线变化呈规律性,吸收谷与红边值在7月中旬到达峰值。标准植被指数与比值植被指数在7月上中旬达到最大值(0.841 7、11.630 5),增强型植被指数、差值植被指数、优化土壤调节植被指数在7月中下旬达到最大值(0.818 9、0.501 3、0.501 2)。【结论】最大单形体体积算法可较好的从棉花高光谱影像中提取出棉花波谱曲线,且100 m为较优的无人机数据采集航高。棉花在7月光合作用最大,对红光的强吸收、近红外波段强反射现象最为明显。     

基于SVM的加工番茄早疫病叶氮素含量光谱反演

采用支持向量机(SVM)模型,对新疆加工番茄早疫病病害植株的叶片氮素含量进行光谱反演。分析不同病害严重度的病叶氮素含量的光谱特征,发现在218~357 nm、384~587 nm、1 033~1 141 nm、1 499~2 500 nm,氮素含量与光谱反射率的相关系数的绝对值大于0.7,在227~353 nm的相关系数大于0.8,表明不同病害严重度的病叶氮素含量与光谱反射率呈强相关。利用K层交叉检验(K-CV)方法验证、优选出SR705、ND705、GMI-2、RI-half、PTEBc等5种光谱指数,作为SVM模型的输入变量;同时,分别建立线性核、多项式核、径向基核和Sigmoid核的SVM模型,通过模型拟合比较,得出最佳模型为径向基核的SVM模型。采用径向基核的SVM模型对病叶氮素含量进行光谱反演,结果表明:径向基核的SVM模型氮素含量反演的真实值与预测值的MSE为0.012 4,相关系数R为85.916%,平均相对误差为0.175,结合多光谱指数的SVM模型提高了加工番茄早疫病病害叶片氮素含量的反演精度。     

无校正点的机载LiDAR农作物点云数据精度评价

农作物高度是农业遥感应用中极为重要的参数,目前已能够使用机载激光雷达获取准确的农作物高度信息,但对其获取点云数据精度的评价是困扰研究人员的问题之一。在分析机载激光雷达点云获取与定位模型的基础上,从系统误差和随机误差2个方面进行误差分析,结合具体试验设计得到定量化描述与分析激光测距误差和动态时延误差。利用点云脚点的空间拓扑关系,得到拟合高程模型真值与平面模型拟合方程,以此为基础进行无校正点的点云数据精度评价。结果表明,高程精度最大残差值为5.60 cm,均方根误差为0.94 cm,平面精度最大残差值为2.78 cm,均方根误差为8.63 cm,这与定位定姿系统(positioning and orientation system,简称POS)数据精度报告相近,该结果可为研究无校正点条件下作物高度的高精度测量提供参考和借鉴。     

基于温湿系数的棉蚜发生等级预报模型

为实现棉蚜发生等级的预报,以新疆生产建设兵团第七师一二五团为研究区,在收集和获取该区2004—2013年气象资料和棉蚜发生数据的基础上,运用统计方法、相关性分析和多元回归分析法对影响棉蚜发生的主要气象因子进行研究,构建棉蚜发生等级预报模型。结果显示,研究区棉蚜发生发展呈现3个阶段:5—6月为发生期、7月为高峰期、8月为衰退期;温度、湿度、蒸发量、日照与棉蚜发生等级的相关系数分别是0.52、0.34、-0.06和-0.05,表明影响棉蚜发生等级的主要气象因子是温度和湿度,但二者与棉蚜阶段发生等级之间的回归拟合优度为0.55,线性相关关系不明显。探索性地融合温度和湿度构建温湿系数,以温湿系数的自然对数与棉蚜发生等级进行回归分析,发现发生期相对温湿系数的自然对数与棉蚜发生等级的回归拟合优度为0.65,高峰期和衰退期直接温湿系数的自然对数与棉蚜发生等级的回归拟合优度分别为0.89和0.91,均呈线性关系。用2014年研究区棉蚜数据验证建立的线性回归模型,整体准确率达87.5%,可满足棉蚜发生等级预报需求。     

基于无人机高光谱遥感影像的防护林树种分类

树种信息对林业资源监测和管理具有重要意义,及时准确地掌握树种及长势状况是防护林工程建设与效益评价的基础。为研究利用无人机高光谱数据进行防护林树种分类的效果,选取典型区域使用Matrice600型六旋翼无人机搭载Rikola高光谱成像仪获取高光谱影像,基于支持向量机-递归特征消除算法（SVM-RFE）选取原始波段最佳组合,再结合纹理特征、植被指数和数理统计特征,使用随机森林算法对所有特征进行重要性评估并与分类精度相结合进行特征优化,进而构建高光谱影像全波段、原始波段最佳组合、全部特征变量、基于随机森林（RF）特征优化后特征变量4种分类方案,分别采用最大似然法（MLC）、支持向量机（SVM）、随机森林对防护林优势树种进行分类。结果表明：所提出的基于交叉验证的SVM-RFE算法选出的原始波段组合能更好地还原原始光谱特征;通过RF算法的特征重要性分析与分类精度相结合的方法可以有效选出重要特征,当使用全部特征的85%（包括17个光谱特征、3个纹理特征、5个植被指数和3个数理统计特征）进行分类时,总体精度最高为9593%（Kappa系数为0.9475）;所有特征中植被指数特征最重要,3种分类方法中RF算法分类总体精度（OA）最高。     

基于PLC的采棉机棉箱喷淋控制系统设计

喷淋灭火是可以有效控制、灭除火情的一种方法,目前的喷淋系统多用城市建筑方面,在车辆机械领域使用较少。为此,针对采棉机棉箱内可能出现火情隐患,导致采棉机出现火灾的问题,设计了一种基于PLC的采棉机棉箱喷淋控制系统。系统采用PLC控制,可对棉箱内温度及CO气体浓度的实时情况进行检测,在采棉机棉箱内出现火情隐患时及时响应启动,控制采棉机棉箱火情。通过搭建试验平台进行了系统响应试验,结果表明:系统在阴燃、温度达到籽棉燃点、出现明火3类情况出现时响应率达到80%以上,总体有效率大于90%,满足设计要求,可为采棉机棉箱防火提供一定的技术支持和理论依据。     

StAX技术在XML文档解析中的应用

随着XML的不断发展以及应用的逐步深入,高效解析XML文档变得越来越重要.本文对DOM、SAX解析XML进行了介绍,分析了两种解析方式的优劣,在此基础上,文章重点阐述了StAX的两种解析方式,并总结了StAX技术的优势.