基于叶片纹理特征的棉花蚜害诊断模型研究

【目的】为探究棉花叶片蚜害快速识别的可行性,本研究对健康和受棉蚜为害的棉花叶片的高光谱图像进行识别。【方法】以新陆早45号为研究对象,通过获取健康和受棉蚜为害棉花叶片的高光谱图像,提取不同处理下棉花叶片的感兴趣区域光谱图像信息,并采用3种降维手段获取高光谱特征。利用灰度共生矩阵(Gray-Level Co-occurrence Matrix,GLCM)提取图像的纹理特征,构建棉蚜为害诊断模型。【结果】采用全纹理特征数据结合随机蛙跳-偏最小二乘线性判别分析模型(RF-PLS-LDA)建模得到的预测集识别率为91.49%;以能量(Energy)作为输入,建立主成分载荷-偏最小二乘线性判别分析模型(PCA-Loading-PLS-LDA),对预测集识别率达到92.55%。【结论】以灰度共生矩阵二阶统计量能量建模可有效地简化模型,减少计算量,提高预测的稳定性。基于纹理特征向量能有效地实现蚜害棉花叶片的识别,为虫情的快速识别提供技术支持。     

食用向日葵子仁蛋白质含量近红外光谱模型的建立

以自育的57份食用向日葵子仁为测试对象,用化学方法测定蛋白质含量,对照近红外漫反射光谱,通过偏最小二乘法建立了食用向日葵子仁蛋白质含量的近红外光谱模型。结果表明,对原始光谱数据采用“一阶倒数+多元散射校正(FD+MSC)”处理的方法建立的模型其校正或预侧效果最佳。该模型的校正决定系数和验证决定系数分别为0.95和0.93,校正标准误和预测标准误分别为0.96和1.16。用该模型对16份未参与建模的食用向日葵材料进行了预测,结果表明该模型预测能力较好。     

江汉平原土壤有机碳含量高光谱预测模型优选

研究探讨了贫瘠地区低有机碳含量条件下,不同光谱预处理与建模方法用于土壤有机碳估测的最佳组合,对贫瘠土壤属性信息快速获取和精确农业发展具有重要意义。以江汉平原不同利用条件下的土壤为研究对象,使用可见光/近红外高光谱技术,结合包括Savitzky-Golay平滑(SG)、一阶导数(FD)、多元散射校正(MSC)在内的光谱预处理方法,分别建立用于估测土壤有机碳(SOC)含量的多元线性回归(MLR)、主成分回归(PCR)、偏最小二乘回归(PLSR)和支持向量机回归(SVMR)模型。结果表明：不同建模方法预测精度差异明显,PLSR和SVMR的预测结果优于MLR和PCR;不同预处理方法对模型的预测精度亦有较大影响,表现为MSC＞FD＞SG;基于FD和MSC组合预处理的SVMR模型的预测能力最好,R2=0.84,RPD=2.50,满足土壤有机碳的预测。有机质含量大于2%并不是建立优质模型的必要条件。     

矿粉粒度及反应温度对高磷鲕状赤铁矿制备碳化铁的影响

基于对50根弯曲破坏钢筋混凝土圆柱低周反复试验结果的分析,建立了完整滞回环的数学表达式并推导得出等效阻尼比计算模型;以双柱墩桥梁为例,说明了建立桥梁整体结构等效阻尼比与墩柱端部塑性铰等效阻尼比关系的方法。研究表明,完整滞回环数学表达式较好地反映了弯曲破坏钢筋混凝土圆柱的滞回特性,得到的等效阻尼比模型计算结果与试验结果符合较好;采用建立的桥梁整体结构等效阻尼比与墩柱端部塑性铰等效阻尼比的关系进行pushover分析更能反映实际情况。采用等效阻尼比模型算得的目标位移与基于Rosenblueth模型和Kowalsky模型算得的位移之间存在较大差距。     

低山丘陵区土壤-景观模型的可移植性研究

为了分析在相似地形和成土环境中土壤-景观模型的可移植性,以西南丘陵山地区为研究对象,选取面积约2 km2的区域作为土壤-景观模型的建立区域,利用逐步线性回归方法建立该区的定量土壤-景观模型,并以此建模区域为缓冲中心,在研究区划分出4个不同的模型移植区域（分别记作A、B、C、D区）。结果表明,土壤-景观模型的预测结果在整体上具有较高的准确性;离建模区域越远,平均绝对误差(MEA)和均方根误差(RMSE)均有逐渐增大的趋势,说明随着距离的增大,预测精度降低;在4个区域中,相对误差(RE)都有一定比例大于20%,且距建模区域越远,相对误差(RE)大于20%的比例越大,相对误差(RE)小于10%的比例逐渐减小。     

基于遗传算法的BP神经网络在小麦蛋白质含量预测中的应用

为了快速、简便、准确地测定小麦蛋白质的含量,本文提出了应用近红外光谱分析技术结合遗传算法(GA)的BP神经网络的建模方法。采用SPXY算法对光谱数据进行了合理划分,并运用连续投影算法(SPA)将预处理过的数据压缩,对光谱数据提取最佳敏感波点作为GA-BP神经网络的输入,建立小麦蛋白质含量的校正模型。模型的预测均方根误差和预测相关系数为1.3379和0.979,并与BP神经网络所建立的校正模型进行了比较。结果表明：GA-BP神经网络所建模型收敛速度快、训练时间短、准确度也较高,能够实现对小麦蛋白质含量快速高效的检测。     

茶树树冠结构的多元差分方程组模型

茶树的生长、产量和品质受树冠结构的影响,因此利用数学模型来模拟茶树树冠指标的变化可以指导茶树的栽培和管理。考虑到茶树树冠各指标不但相互影响,而且与前几年生长数据相关,针对茶树树冠15个生长指标的18年数据,建立了多元差分方程组模型,并提出了一种结合利用聚类分析和神经网络进行模型参数估计的方法。计算表明,笔者研究中模型的平均相对误差绝对值(MAPE)为0.045828,低于一元差分方程模型的MAPE的平均值0.0618和一元回归方程模型的MAPE的平均值0.0842,精度有明显提高。该方法可以用于其他多维时间序列的差分方程组建模。     

养分平衡法配方施肥数据库建模

【研究目的】养分平衡法是一种重要的配方施肥方法,在进行施肥决策时,需要依赖大量的施肥参数进行计算,所以建立数据库对施肥参数进行有效地管理是一项非常重要的工作。【结果】笔者给出了养分平衡法简洁的计算公式,采用实体-关系建模的方法确定了8个实体对象和12个关系对象,并绘制了完整的实体-关系图。【结论】本文的分析对于其他配方施肥方法的参数管理同样具有参考意义。     

花生籽仁蛋白质含量近红外光谱模型的建立

采用近红外漫反射光谱非破坏性分析,结合偏最小二乘法,以河北省地方花生品种为研究对象建立了花生籽仁蛋白质含量的近红外光谱模型。结果表明,对原始光谱数据采用一阶导数+变量标准化处理的方法建立的模型其校正或预测效果最佳。该模型的校正集和验证集决定系数分别为0.9245和0.9018,校正标准误和预测标准误分别为0.3601和0.4153。用该模型对16个未参与建模的花生品种进行了预测,结果表明该模型具有很好的预测能力,可以用于花生品种蛋白质含量的快速检测。     

三连栋日光温室拱式桁架结构静力分析与结构优化

为研究三连栋日光温室的合理性和安全性,通过有限元软件ANSYS对某三连栋日光温室拱式桁架结构进行了三维空间建模,并对该结构在多种荷载组合工况下进行静力分析,探讨了计算方法和结构的优化方法。结果表明：该温室结构吊物拉杆挠度偏大,不能满足设计要求。在原结构的基础上对有竖向拉杆的优化结构进行了计算分析,计算结果与理论值较吻合,且设计安全合理。研究结果为拟建者温室建模和温室结构优化提供参考。