凉水河子水文站固化断面应用研究

流量是河流最重要的水文特征,流量测验是水文勘测中的关键工作。凉水河子水文站低水时测流的方法主要为涉水流速仪测量和小浮标测量,高中水测流方法主要为水文缆道测量、浮标测量以及比降法测量。凉水河子水文站为了精简测站低水流量测验测次的需要修建了固化断面,通过对固化断面实测水位流量的分析得出该断面在水位133.90m以下时能较好的控制水位-流量关系,可用水位推求流量达到精简测次的目的;在水位133.90m以上时恢复河道天然形态,水文站需要恢复正常的洪水测验。由于固化断面建设使得上游测流断面变得相对稳定,流量的测量精度也比未修建固化断面前有所提高。     

3种地表随机糙率测量方法比较

为定量比较3种地表随机糙率测量方法的异同,采用砾石覆盖、枯落物覆盖及不同农事活动3种下垫面条件,分别利用三维激光扫描法、照相法和测针法测量了不同处理下的地表随机糙率,以激光扫描法测量结果为基准值,通过绝对误差、相对误差和均方根误差比较了3种测量方法的差异。结果表明:激光扫描法测量精度最高,但仪器价格昂贵,且用于野外测量时需要注意光照影响;照相法精度较高,测量快捷方便,与扫描法的平均绝对误差为0.65 mm,平均相对误差为14.0%,但需手动测量各控制点间的相对距离,也需要避免光照影响;测针法易于操作、成本最低,但费时费力、精度不高,与扫描法的平均绝对误差为1.82 mm,平均相对误差为34.1%。因此,3种方法各有利弊,需根据实际情况选择合适的测量方法测定地表随机糙率,当精度要求不是非常严格时,推荐优先使用照相法。研究结果对随机糙率测量方法的正确选择,提高地表糙率测量精度,具有重要的指导意义。     

基于边缘检测算法的坡面薄层水流深度测量系统研制

为了准确高效地测定坡面薄层水流断面位置上的水深，该研究利用"一"字线激光器、高分辨率工业摄像机获取激光线边缘像素点坐标数据，基于Python语言与OpenCV计算机视觉库进行边缘检测算法编程，通过分析、计算薄层水流表面激光线偏移量与水深间的函数关系，构建坡面薄层水流深度测量系统，并利用人工测量方法（测针法与染色法）对该系统测定结果的精确性与稳定性进行验证。结果表明，坡面薄层水流深度测量系统对标准水深进行标定的变异系数均值为6.64%，具有较高的稳定性；在光滑床面上的测定结果与人工测量方法相比，相对均方差误差、平均相对误差与平均绝对误差均不超过0.2，水深测量系统与测针法、染色法对比所得纳什效率系数分别达到了0.922与0.972，说明水深测量系统与人工测量方法具有较好的一致性与相关性，能够满足定床测量坡面薄层水流深度的需求，在坡面水动力学研究中具有较好的应用前景。     

基于矩形框几何校正的多叶面积测量方法

为了弥补逐片测量和图片倾斜失真的局限性,该文提出了一种基于矩形框几何校正多叶面积测量方法(简称为GCCA)。GCCA法应用Hough变换提取矩形框,对图像进行几何校正,利用连通域扫描实现了多叶片同时测量。同时还利用Visual Basic 2010对GCCA法进行了软件开发,并与坐标纸法、长宽系数法、Photoshop法进行了试验比较。试验结果表明:GCCA法是一种稳定性较高、相关性较好、适用范围较广的叶面积测量方法;它继承了数字摄影图像处理法的优势,是一种快速的植物叶面积测定方法。其测量速度随着单张图片叶片数量的增大而提高。软件的编制,可消除人为因素的影响,大大提高叶面积测量软件的互动性和通用性。GCCA法既可以应用于室内,也可以进行室外无损测量,为叶面积的测量提供了切实可行的新途径。     

谷物联合收获机在线测产技术研究现状与进展

为加速推进中国智慧农业发展,深入了解精准农业技术体系中田间谷物产量在线监测技术的研究现状,该研究重点概述了国内外谷物联合收获机在线测产方法,包括动态称量测量、体积测量、冲击力测量、射线测量及其他测量方法,介绍了不同测量方法的原理和测产传感器的关键技术与应用。从可行性、通用性、稳定性与准确性方面,分析归纳了中国当前谷物产量在线监测技术所存在的主要问题,指出冲击力测量方法应用广泛,但尚未考虑谷物与冲击板碰撞时对谷物造成的机械损伤等问题。同时,该研究提出了谷物联合收获机在线测产技术未来的研究重点与发展方向,旨在为作物产量信息监测技术与智能化农业机械装备的发展和应用提供理论依据和技术参考。     

基于质量反应法的拖拉机质心高度测量方法

根据拖拉机前后轮直径不相等的特点,提出了基于质量反应法的拖拉机质心高度测量方法,建立了拖拉机质心高度计算理论模型。与本文提出的方法相比较,发现两轴道路车辆质心高度测量标准中质心高度计算方法可作为其中的一个特例。以江苏常发集团生产的CF650型拖拉机质心高度测量为例,对该文所提出的测量方法进行了试验验证和误差分析。分析结果显示其最大相对误差为0.34%。结果表明该文提出的方法测量精度能满足工程要求。     

土壤侵蚀调查中的航空137Cs测量方法初探

放射性核素示踪法是土壤侵蚀研究的一种重要方法，通过对土壤侵蚀放射性示踪测量方法国内外研究进展的介绍和分析，提出于航空放射性测量的土壤 蚀定量监测方法，并介绍了测量系统的组成，数据处理流程，放射性元素137Cs含量的计算方法以及土壤侵蚀模数的相关计算模型，为土壤侵蚀调查工作提供了一套高效，快捷方案，并指出当前有谱土壤侵蚀调查应用和研究的重点。     

坡度对3种单环法测量坡地饱和导水率的影响

为探寻坡地土壤饱和导水率(Ks)的田间测量方法,利用基于水平地面发展而来的单环双水头法、单环单水头法和单环BEST法测量3种类型土壤(风沙土、黄绵土和塿土)的Ks,分析坡度(0°、5°、10°、15°、20°)对3种测量方法所测定Ks值的影响。结果表明:3种方法测定的不同类型土壤Ks大小顺序一致,但是单环BEST法显著高于单环双水头法与单环单水头法(P0.05);单环双水头法测得Ks值均随坡度的增加而增加,而单环BEST法测量结果与之相反,随着土壤质地由粗变细,坡度的影响程度(回归线斜率)有降低趋势;单环单水头法(10 cm)测量Ks值与单环双水头法完全一致,在土壤水力学参数确定后,可替代单环双水头法。当坡度10°时,3种方法测量的Ks与无坡度Ks无显著差异,当坡度10°时,差异显著(P0.05)。因此,坡度显著影响3种测量方法测算的Ks值,单环BEST法不适合测量坡地Ks,当坡度10°时,单环双水头法与单环单水头法(10 cm)可测量计算3种类型土壤Ks。     

温室营养液循环检测系统中离子选择电极的数学建模与测量

针对目前设施农业中使用离子选择电极对营养液养分进行在线测量所存在的长时间测量和测量准确性问题,提出使用基于最小二乘法的“逐步拟合法”拟合钾、钙、硝态氮等离子选择电极模型,建立被测溶液浓度,电极测量电压和被测溶液温度的三维数学模型。并由此设计出营养液各养分含量的在线测量方法。以钾离子选择电极为例介绍了离子选择电极的试验测量方法、建模原理和过程。通过建模得到了钾离子选择电极的一个以温度的一次函数作为常数项和测量电压自变量的系数项、溶液浓度为应变量的函数模型。大量的实验结果表明：所建立的离子选择电极模型准确,可用于在线检测,提出的方法在工程上简洁实用,具有广泛的应用价值。     

ADCP在辽河下游洪水期水文测验应用及适用性分析

如今ADCP在我国水文测验中运用较为广泛,但其在不同河流适用性不同,因此结合辽河下游河道特性,运用ADCP在辽河下游洪水期进行水文测验以检验其在辽河下游的适用性,并分析其与传统流速仪在实际测流中的误差及两种测流方法的优缺点。研究结果表明:ADCP与传统流速仪测验误差均在5%以内,满足水文测验规范要求,ADCP可以用来进行辽河下游洪水水文测验,但在河道内漂浮物较多和泥沙含量较大情况下,ADCP存在测流误差,研究成果为辽河下游洪水期水文测验方式提供较为重要的参考价值。     

用毛细吸渗原理快速测量土壤田间持水量的研究

田间持水量是衡量田间土壤保持水分能力的重要指标，视为对作物有效的土壤水分的上限，对农田灌溉和作物水分管理具有十分重要意义。该研究提出了能快速测量土壤田间持水量的新型毛细吸渗法。该方法以田间持水量为无地下水影响下土壤基质所能吸持的最大含水量为物理基础，设计了一套满足田间持水量要求的实验方法、装置和程序，采用5种不同土壤测量了其田间持水量，并与用威尔科克斯法测量得到的田间持水量进行了对比。结果表明：所提出的新型测量方法，无论是基本原理还是室内试验均可行。与威尔科克斯法相比，其测量值略微偏小；两种测量值相关性很好，相差约为9％，产生这种现象的原因主要是土壤的吸湿过程与脱湿过程中土壤含水率的滞后所致。与传统的测量方法相比，该方法可大大缩短测量时间，具有利用前景。     

基于计时与光照法的坡面径流量及含沙量动态检测系统

针对坡面径流及泥沙含量传统测量方法存在精度不高且难以在坡面现场在线同步测量的问题,该文提出了一种基于计时法和光照法的径流量与含沙量测量方法,设计了坡面径流量及泥沙含量同步在线检测的自动检测系统。阐述了该系统中机械装置和电子测控的设计方案和工作原理,并设计了光照法测量含沙量的辅助试验系统。通过试验,发现影响含沙量测量精确度的主要因素为光源与光敏传感器之间的距离及溶液中泥沙分布均匀度,揭示了A/D转换值随含沙量变化而单调变化的规律。通过试验获得了溶液搅拌最佳电机转速为428 r/min,并运用最小二乘法和统计学理论对数据进行分析,确定了当该系统的光源和光敏传感器之间的距离为30 mm时,光照法测量含沙量的精确度最高。最后,将试验结果与理论计算值进行对比,结果表明除了浓度为1~3 kg/m3的溶液所测得的泥沙含量误差率较大外,其余溶度的误差率均小于1%,论证了光照法测量含沙量的可行性。该研究可为推进水土保持动态监测理论方法及技术提供参考。     

可编程序计算器在体积测量中的应用

<正>在水土保持和水利建设项目中,很多工程涉及开挖和填筑施工,需要知道挖方和填方体积,以便为工程设计和施工提供依据。因此,人们经常进行野外地形测量。对于野外测量,通常采用断面法、方格法等方法在室内算出体积。下面介绍一种应用可编程序计算器,在室内事先编好运算程序,在室外直接运用程序对测量数据进行计算,便得出结果。此方法非常简便,敏捷,可供有关人员参考应用。     

水土保持模型试验中产沙量测量方法研究

介绍了测量模型次降雨侵蚀产沙量的烘干法和密度瓶法,并通过不同粒径组泥沙浑水含沙量的对比试验,验证了测量方法的可靠性。针对模型土壤中夹杂着大量粒径较粗的泥沙颗粒的试验,提出进行泥沙粗细分层,然后采用烘干法和密度瓶法相结合的方法来测量次降雨侵蚀产沙量。所介绍的观测方法具有结果可靠且工作效率较高的特点。     

砾石覆盖度测量方法研究

地表砾石是各种水文和侵蚀等过程综合作用的产物,是土壤退化和生态系统恶化的一个标志;反过来这些砾石也影响到侵蚀的各个过程。分别利用视点框架法和照相法对不同粒径样本下(2~6mm,6~20mm,20~60mm)的砾石覆盖度进行了测量,对比分析了不同砾石覆盖度测量方法对其精度的影响。结果表明,采用两种测量方法观测砾石覆盖度均能达到一定精度,视点框架法测量的砾石覆盖度相对误差变化范围为-7.84%~80.86%,平均相对误差为15.69%,照相法测量的砾石覆盖度相对误差变化范围为-48.35%~9.89%,平均相对误差为-11.69%。随着砾石覆盖度的增加,视点框架法测量的相对误差绝对值表现为减小。视点框架法测量的最大相对误差均值的绝对值随着抽样次数的增加而减少,当抽样次数达到约30,相对误差减小的趋势减缓。     

基于探地雷达和电容法的作物根系原位无损测量技术研究进展

改善根系结构提高作物的抗逆特性是保障粮食安全的有效途径。但传统破坏性取样根系测量方法费时费力，且破坏了根系的原位状态。为满足栽培和育种对根系信息的需求，亟需发展原位无损的根系测量方法。因此，该研究综述了相关技术的研究现状，以目前能够在田间应用的作物根系原位无损测量技术-探地雷达和电容法为例，系统分析总结了两者技术原理、当前应用情况、存在的关键问题以及未来研究方向等，研究认为，提高探地雷达测量作物根系的精度和证实电容法测量根系的可行性是未来研究主要的着力点。     

烘干称重法与TDR法观测土壤湿度的比较研究

采用烘干法、TDR法(路格L99-TWS-2型)测量法两种方法在凉山会东县姜州镇马许村的烟田,对覆膜和未覆膜两种不同地表模式下的土壤湿度进行测定,比较分析了两种测量方法的效果。研究表明:1)在同一地段、同一气候环境、同一地表覆盖情况下,烘干称重法和TDR法测量所测得土壤湿度变化趋势总体是一致的,其中覆膜状态下两种测量方法所测的土壤含水量之间相关系数为0.905 4,未覆膜状态下两种测量方法所测的土壤含水量之间的相关系数为0.880 3;2)在土壤含水量接近田间持水量时,两种测量方法所测得土壤含水量的相关性最大,其中,覆膜和未覆膜状态下两种方法所测的土壤含水量相关系数分别为0.974、0.927。     

农业机械自动导航技术研究进展

农业机械自动导航是精准农业技术体系中的一项核心关键技术,广泛应用于耕作、播种、施肥、喷药、收获等农业生产过程。农机位置测量方法、农机模型与导航路径跟踪控制方法是农业机械自动导航技术的研究重点,受到国内外科研人员的广泛关注。农机位置测量主要有相对测量和绝对测量二类方法,前者以基于机器视觉的测量方法为代表,主要利用图像处理技术识别作物行,进而确定导航基准线,实现农机与作物的相对位置与航向信息的测量;后者则以基于全球导航卫星系统的测量方法为代表,利用卫星定位技术实现农机位置的高精度测量,在农业生产中应用最为广泛;而面对复杂的田间环境变化,在位置测量中应用多传感器数据融合技术通常可以得到更好的测量结果。导航路径跟踪控制通常以农机运动学模型或动力学模型为核心,多采用最优控制、最优估计、自适应控制、人工神经网络、模糊控制、鲁棒控制等现代控制理论与方法;而无模型控制方法则可以避免建模不准确或者模型参数剧烈变化对农机路径跟踪控制性能所产生的负面影响。该文从上述2个方面综述分析了农业机械自动导航技术的研究现状及存在的问题,并对未来农机导航技术的发展做出了展望,指出采用卫星导航技术,开展农机地头自动转向控制、障碍物探测及主动避障、多机协同导航等高级导航技术研究,以及引入先进的物联网技术,是现代农机自动导航技术发展的主要趋势。     

地表微地形测量及定量化方法研究综述

地表微地形测量是地表粗糙度定量化的基础,对地表形态动态监测、水文过程模拟以及土壤侵蚀过程模型的构建具有重要意义。目前,微地形测量方法主要分为接触式和非接触式2大类,前者包括测针法、链条法、差分GPS法等,后者包括超声波测距法、红外线传感器法、结构光激光扫描法、激光测距扫描法、三维激光扫描仪法、近景摄影测量法等。在全面回顾各方法原理、优缺点及其应用的基础上,分析地表粗糙度定量化常用方法：统计方法指数、地统计学指数和分形及多重分形模型。认为：1）差分GPS法、结构光激光扫描法、三维激光扫描仪法和近景摄影测量法将在亚毫米一,厘米级地表微地形测量及地表粗糙度多尺度特征研究中发挥重要作用,同时简单、方便的测针法可能在野外测量中依然占据主导地位;2）以地表微地形测量技术为基础,在土壤侵蚀过程模型中亟需形成一套完整的“测量一定量化一模型应用”范式,同时应加强对地表微地形空间异质性和各向异性的研究,发展新的统一的地表粗糙度定量化方法。     

研究景观地面特征的工具——机载激光仪

利用机载激光断面仪可测出与侵蚀、水文有关的景观地面特征.断面仪每秒4000测次,单次测量记录精度为5cm.激光器获取的数字数据用微机记录并分析.这些机载激光断面仪可提供景观地面特征方面的信息.在南得克萨斯的研究中测定了地形和自然植被的覆盖高度、覆盖率及分布.沿航线灌木覆盖的激光航测值同设线截距取样法获取的地面测量值密切相关(R~2=0.98).利用激光航测数据可迅速准确求出河流的河槽断面图,还可测出休闲平地和成熟大豆地中的小切沟.传统地面技术也能完成上述测量,但激光航测技术却能快速地高密度采集数据,特别是在地面勘测难以实施之处更为有用.激光航测断面数据可定量描述有关侵蚀、径流的景观特征,因此激光断面仪有可能成为一种为研究和管理自然资源提供更多数据的有效工具.