激光控制水田打浆平地机设计与试验

【目的】满足水稻种植对田面平整度的要求,减少拖拉机进田次数,提高打浆平地质量和效果,实现一次进田完成水田打浆和平地作业。【方法】采用先打浆后平地原理,设计了激光控制水田打浆平地机、打浆机与平地铲自动调平机构、平地铲高程自动调节机构和通过集成带自动调平的激光平地控制系统,并进行田间试验;利用2台姿态航向参考系统分别测量拖拉机车身和打浆平地机的横滚角,采用水准测量试验田块作业前后的田面平整度。【结果】拖拉机横滚角在±4.5°内变化,打浆平地机的横滚角始终保持在±1°内,表明调平自动控制系统明显提高了水田打浆平地机构水平稳定性;打浆平地作业后田面最大高差从作业前的17.7cm降低到6.7cm,标准偏差值从作业前的4.08cm下降到1.75cm,绝对差值不大于3 cm的平整度采样点占比由作业前的62%提高到82%以上。【结论】激光控制水田打浆平地机打浆平地作业后可显著改善田面平整情况。     

激光控制水田平地打浆机设计与试验

为了满足水稻种植对田面平整度的要求,缩短水田打浆和平地作业间隔时间,提高打浆平地质量和效果,提出了先精准平整再精准打浆的作业方法,设计了平地铲和打浆机构的高程和调平自动调节机构,研制了激光控制水田平地打浆机,集成带自动调平功能的激光平地控制系统,实现了一次进田即完成水田精准平地和打浆作业,且打浆深度可调。利用两台AHRS(Atitude and Heading Referece System)同步测量拖拉机车身和平地打浆机横滚角,GNSS(Global Navigation Satellite System)测量平地打浆机试验过程中的高程变化。在水田进行了手动操作与自动控制两种方式的倾角和高程对比试验,结果表明,平地打浆机在自动控制下高程在平均值的±4 cm范围内变化,手动操作为±11 cm;平地打浆机的横滚角保持在±0.5°,而手动操作时受拖拉机车身横滚角影响最大超过±2.5°,自动控制下平地打浆机的作业质量较手动操作更稳定。水田平地打浆作业结果表明:平地打浆作业后田面最大高度差从作业前的26.4 cm降低到11.5 cm,标准偏差值由4.13 cm下降到2.18 cm,作业后绝对差值小于等于3cm的平整度采样点累计达86%以上;打浆作业深度为14.2cm,相对于设定打浆深度15.0cm标准偏差值为2.46 cm。表明激光控制水田平地打浆机作业后显著改善了田面平整情况,打浆深度精准稳定。     

基于GIS的广东省"旱改水"项目新增水田适宜性评价方法研究

[目的]构建科学性、实用性强的广东省新增水田适宜性评价指标体系,解决占补平衡过程中水田补充不足的问题。[方法]将GIS空间分析技术、层次分析法及特尔菲法相结合,选取灌溉保证率、地形坡度、田面坡度、有机质含量、田块规模5个因素作为新增水田适宜性评价因子,构建广东省"旱改水"项目新增水田适宜性评价模型,对广东省旱地、可调整地类、未利用地以及现有补充耕地进行新增水田适宜性分析。[结果]研究区新增水田适宜性分为4个等级,即最适宜、适宜、勉强适宜、不适宜,面积分别为366 142、419 483、497 581、179 800 hm~2,分别占研究区总面积的25.03%、28.67%、34.01%、12.29%。评价分析结果与实际情况较为吻合,确认该适宜性评价方法精确、易操作和符合广东省实际情况。[结论]该评价方法及结果为广东省开展"旱改水"工程新增水田实际项目提供了参考。     

基于GPS技术的水田平地机的设计与试验

【目的】设计基于GPS技术的水田平地机,实现水田精准平整.【方法】GPS接收天线固定在平地铲上,以GPS高程定位数据作为平地铲高程信息,通过限幅平均滤波算法和PD控制算法实现平地铲运动精确和稳定的控制.【结果和结论】经GPS技术控制的水田平地机平整后的田块田面相对高程的标准偏差值由15.8 cm减小到4.7 cm,绝对差值在不大于5 cm的采样测量点累积百分比数达85.4%,限幅平均滤波算法减少了GPS高程数据误差.GPS高程定位数据能满足水田精准平整的要求,能有效改善田面平整状况.     

水稻半免耕增产又高效

水稻半免耕栽培就是在前茬收割后不用翻耕，而只是在栽秧前用耙耖一遍，保证田块有一定的平整度，不仅可以抛栽，而且田面软易栽插，适用于不同类型田，尤其是夏收后的油菜、大小麦等茬口田。这项技术不仅能     

有机水稻杂草控制技术的研究

有效控制水田杂草的发生是有机水稻栽培关键技术。本田杂草控制技术的研究采用深水管理、施用米糠以及田面覆盖稻草、稻壳等有机物的方法进行水田杂草控制试验。结果表明,深水灌溉能够有效控制水田稗草的发生;施用米糠杂草控制效果可达到药剂控制的85%左右;田面覆盖稻草、稻壳等有机物对水田杂草均有不同程度的控制效果,可降低施用米糠成本。     

不同处理条件下水稻田面水及土壤氮素的变化

试验结果表明,田面水铵态氮浓度与当季施肥有关,施氮后田面水中铵态氮浓度迅速升高,随施肥量增大而增高,黏土的田面水中铵态氮浓度峰值略低于沙土;日渗漏量大的处理田面水铵态氮浓度较低且保持时间短。肥料施用后各层土壤渗漏水中铵态氮的浓度变化,施氮量大的处理高于施氮量小的处理,随着土壤深度的增加而减少,在土层40 cm处降到较低水平,沙土下层土壤铵态氮略高于黏土下层,日渗漏量大的处理下层土壤铵态氮略高于日渗漏量小的处理。稻田的氮素渗漏以硝态氮为主,而且主要发生在旱田改水田灌水泡田初期,下层土壤中沙土硝态氮的浓度要高于黏土,高肥区要高于低肥区,日渗漏量大的处理高于日渗漏量小的处理。黏土中全氮含量高于沙土,施氮量大的处理全氮含量较高,日渗漏量小的处理全氮含量相对较高。水稻产量、植株的干物质积累量和氮素积累量的变化规律都表现为黏土高于沙土,施氮量大的处理高于施氮量小的处理,渗漏量大的处理略大于渗漏量小的处理。     

纸膜覆盖对水稻棵间蒸发量影响的试验

做了由纸膜覆盖和不覆盖与3种灌溉方法组成的6个处理3次重复的盆栽试验.研制了一套土壤含水量检测系统,标定试验结果表明,该系统精度较高.利用该系统对各处理的土壤含水量进行了检测.在3种不同灌溉方法条件下,纸膜覆盖处理与不覆盖处理的土壤含水量差异以及水稻全生育期用水量等指标的检测分析结果表明,纸膜覆盖对减少水田棵同蒸发具有显著作用.     

小型水田驱动耙的设计

阐明了小型水田驱动耙的设计方法和依据，并对样机进行性能测试。测试结果表明：小型水田驱动耙的碎土率达７４．４９％，平整度为８２．５％，班次生产率达０．２６ｈｍ２／ｈ。提出小型水田驱动耙是解决水田整地机械化的有效途径之一。     

纸膜覆盖对水稻棵间蒸发量影响的试验

做了由纸膜覆盖和不覆盖与3种灌溉方法组成的6个处理3次重复的盆栽试验。研制了一套土壤含水量检测系统，标定试验结果表明，该系统精度较高。利用该系统对各处理的土壤含水量进行了检测。在3种不同灌溉方法条件下，纸膜覆盖处理与不覆盖处理的土壤含水量差异以及水稻全生育期用水量等指标的检测分析结果表明，纸膜覆盖对减少水田棵间蒸发具有显作用。     

智能农田作业车辆实时数据采集系统设计试验

为了电路监控、在线诊断、记录机器工作状态及远程调试等要求,智能控制作业车辆农田作业时需要一个可靠的实时数据采集与传输系统.以水田激光平地机为平台,在原系统控制功能基础上设计基于Wi-Fi与SD卡的实时数据采集系统.实时数据一方面将通过Wi-Fi发送供外部接收端无线接收,另一方面将保存在SD卡中,作为Wi-Fi模块的辅助工具.介绍了设计方案与实现过程.为验证本系统可靠性,在实际的水田环境中对此实时数据采集系统进行测试,结果表明此实时数据采集系统能稳定且准确地记录平地机的工作数据,同时,无线Wi-Fi模块在空旷的水田环境中,数据可靠传输距离可达到100 m左右.     

基于三维激光扫描仪法的大型立式罐容量的计量

介绍了一种基于三维激光扫描技术的立式罐容量计量方法,利用三维激光扫描仪获取立式罐表面点云数据,进行罐体三维模型重构,计算罐体容积并建立容积表。阐述了基于点云分析的立式罐容积计算模型,以及观察法、中值滤波、莱以特准则（3盯准则）在点云数据预处理中的应用,并给出了利用最小二乘法、加速迭代法、等效面积法计算圈板半径的相关公式。采用HDS7000三维激光扫描仪对某2×10^4m^3立式罐进行了试验测试,检验了HDS7000三维激光扫描仪和相应方法在容量计量中的重复性和复现性。测量结果表明：三维激光扫描仪法与立式金属罐容量计量检定规程中规定的全站仪法测得的圈板半径最大偏差仅为0．1mm,容积相对偏差不超过1％o,满足检定规程要求。（表5,图8,参9）     

农田激光控制平地技术及应用前景的探讨

平整土地是提高农田灌溉效率，节约水资源的一项重要措施。概述了激光控制平地技术的工作原理及主要工作部件构成，介绍了该技术在农业生产中的应用效果，并对一些相关问题进行了初步探讨。     

激光平地对河套灌区土壤水分入渗及秋浇质量的影响

为促进激光平地的推广应用和提高秋浇质量,以内蒙古河套灌区普通农田为对照,测定激光平地对农田土壤容重、土壤孔隙度、土壤水分入渗速率和秋浇质量等的影响。结果表明：激光平地主要影响0～10 cm土层土壤容重、土壤总孔隙度和毛管孔隙度,显著降低0～30 cm土层土壤非毛管孔隙度,但对10～30 cm土层土壤容重、土壤总孔隙度和毛管孔隙度则无显著影响;激光平地显著降低了土壤水分稳定入渗速率,秋浇水量可减少25.93%;激光平地后,农田的灌溉水流速率较快且较一致,田面储水深度较浅且均一,水流消退速率较低且较均匀。综上,建议河套灌区应积极开展激光平地,以节约灌水量并提高秋浇质量。     

林间作业环境内采育目标立木间株距的计算

为提高林木联合采育机的工作效率,减轻驾驶员的工作压力,采用基于二维激光扫描仪的非接触测量系统获取采育作业林地环境内的目标数据,运用基于腐蚀扩张和聚类原理的滤波算法过滤原始扫描数据的背景噪声,获取采育目标的位置和轮廓数据,并假设所有目标为标准圆,采用最小二乘法拟合目标直径,计算采育目标之间的株距。结果表明,采用以上方法的株距计算与人工测量结果相比,平均误差为197.52 mm,标准差为97.7 mm,相对误差小于2%。     

基于Pro/E的水田秸秆还田耕整机的设计与运动仿真

运用Pro/E软件设计了一种双螺旋刀辊组合的水田秸秆还田耕整机,能够一次性实现水田秸秆的翻埋还田、旋耕碎土、平地等多项功能.应用Pro/E软件中的机构模块对螺旋刀辊进行了运动学仿真,得到了刀辊转速一定时机组在不同前进速度下的4种不同运动轨迹,通过对运动轨迹的分析可优化机组工作的前进速度.     

农道建设与土地平整工程中的土方优化计算

综合考虑农田标准化建设中农道建设和土地平整中的土方调配问题，按照土方搬运工程量最小、总体最优的原则，建立了可用于农田排灌小区规划治理的农道建设与土地平整数学模型。在满足农道及耕区各项技术标准的条件下，该模型可自动地划分耕区和确定田面平整高程，方便地给出了农道及土地平整工程量。     

CORS系统在长江镇扬河段内的高程精度分析

利用CORS-RTK对长江镇扬河段沿江26个控制点采集的数据与传统三等水准测量的高程成果进行对比,分析表明CORS-RTK在镇扬河段测区内的高程精度能够满足四等水准的要求,从而为该测区内水下、陆上的测量项目提供可靠的理论依据.     

基于GPS高程离散点的土地平整土方量计算方法

介绍了在地形起伏较小的土地平整区,用GPS离散高程点快速求算挖、填土方量和表层土移、填土方量的方法,探讨了运用加权法计算土方量和土方量计算软件的选择,以期提高平整土方工程量计算的精确度,为工程规划设计、工程预算提供参考。     

2000～2013年三江平原北部NPP变化特征分析

应用最小二乘法和逐像元相关分析方法,结合三江平原土地利用变化数据,分析2000～2013年三江平原北部地区年均植被NPP变化情况,获得研究区NPP趋势变化数据及水田扩张与NPP空间相关数据.结果表明,三江平原北部在水田快速扩张驱动下,NPP值先缓慢减少后波动上升,整体为线性增加趋势.NPP具有明显年际增加趋势,基本规律为年均NPP值相对较低区域,增加趋势较弱,反之亦然.水田扩张与NPP值相关性分析表明,由旱地转为水田区域,水田扩张与NPP值变化具有正向相关性;由沼泽湿地和林地转为水田区域,水田扩张与NPP值变化具有负向相关性.研究表明,农田耕作方式是NPP变化重要影响因素之一.