基于MRE-PointNet+AE的绿萝叶片外形参数估测算法

为了准确、高效、自动获取植物叶片外形参数,提出一种基于多分辨率编码点云深度学习网络(MRE-PointNet)和自编码器模型的绿萝叶片外形参数估测算法。使用Kinect V2相机以垂直姿态获取绿萝叶片点云数据,采用直通滤波、分割、点云精简算法对数据进行预处理,通过测定的叶片外形参数反演绿萝叶片几何模型,并计算几何模型的叶长、叶宽、叶面积。将不同参数组合构建的几何模型离散成点云数据输入MRE-PointNet网络,得到几何模型叶片外形参数估测的预训练模型。针对拍摄过程中存在的叶片部分遮挡和噪声问题,采用自编码器网络对点云数据进行二次处理,以几何模型离散的点云数据作为输入,经过编码解码运算得到自编码器的预训练模型,提升了MRE-PointNet网络在遮挡情况下对叶片外形参数估测的鲁棒性。试验共采集300片绿萝叶片点云数据,按照2∶1比例进行划分,以其中200片点云数据作为训练集,对预训练模型MRE-PointNet做模型迁移的参数微调,以剩下的100片点云数据作为测试集,评估模型对绿萝叶片外形参数的估测能力。采用本文算法将外形参数估测值和真实值进行数学统计与线性回归分析,得出叶长、叶宽和叶面积估测的R^2和RMSE分别为0.9005和0.4170 cm、0.9131和0.3164 cm、0.9447和3.8834 cm^2。试验表明,基于MRE-PointNet和自编码器模型的绿萝叶片外形参数估测算法具有较高的精确度和实用性。     

马铃薯叶片光化学吸收与反射光谱关联分析及检测

为开展马铃薯叶片PSⅡ叶绿素荧光参数无损检测研究，利用高光谱成像系统采集200个感兴趣区域样本点的光谱图像并提取反射率，使用封闭式叶绿素荧光成像系统采集相应样本点的qP值。采用SPXY算法将总样本按照2∶1的比例划分为建模集(135个样本)和验证集(65个样本)，采用联合区间偏最小二乘法(Synergy interval partial least squares，si-PLS)和随机蛙跳(Random frog，RF)算法各筛选出18个敏感波长，并用选择的特征波长建立偏最小二乘回归(Partial least squares regression，PLSR)模型。结果表明：si-PLS-PLSR模型的建模集决定系数R2c为0.6285，验证集决定系数R2v为0.6103；RF-PLSR模型的建模集决定系数R2c为0.7093，验证集决定系数R2v为0.6872。结果表明利用RF算法筛选的特征波长对马铃薯叶片qP值检测的解释性优于si-PLS算法，特征波长在518.72~640.64nm、650~800nm和850~1000nm范围，体现了荧光发射信号是马铃薯作物光化学吸收qP值的重要响应特征，且叶片光化学吸收与叶绿素含量、叶片结构、水分含量等属性紧密关联。绘制叶片qP值分布图为分析马铃薯叶片光化学吸收和光合作用动态提供了直观的分析手段，可为马铃薯作物光合活性评价及复杂生理生化动态监测提供支持。     

基于局部点云的苹果外形指标估测方法

为了获取果实生长期的外形参数指标,监控果实发育状况,提出了一种基于局部点云的苹果外形指标估测方法。该方法可以通过局部点云数据估测苹果的体积、高度、直径等外形指标参数。利用椭球曲面方程构建苹果几何模型,并计算苹果几何模型的高度、直径、体积。使用Kinect V2相机从任意角度获取点云数据,采用直通滤波法去除点云数据的背景,用包围盒算法精简点云得到苹果局部点云数据后,采用粒子群算法将苹果局部点云数据与苹果模型进行空间匹配,并用遗传算法求解苹果最优匹配模型的参数,利用苹果最优匹配模型参数估测与其匹配的真实苹果的外形指标。实验采集了250个苹果顶部、侧面和底部的局部点云数据,使用本文方法分别估测了250个苹果在3个角度下的外形指标,并对估测值与真实值进行线性回归分析,各个指标的线性回归拟合度R~2均高于0. 7。其中,侧面拍摄时拟合效果最好,R2最高为0. 948。在各个角度下苹果体积估测的平均误差不大于16. 16 mL,高度估测的平均误差不大于2. 92 mm,直径估测的平均误差不大于2. 35 mm,估测结果的平均误差较小,在允许误差范围内。实验结果表明,基于局部点云的苹果外形指标估测方法具有较强的实用性。     

基于三维点云的叶面积估算方法

为实现低成本无损精确测定叶片面积,基于运动恢复结构算法获取点云,提出了一种融合叶片点云分割、表面重建及叶片面积无损估测等过程的植物叶片面积提取方法。首先,基于运动结构恢复算法,以智能手机获取的可见光图像重建植物的三维点云;其次,为了还原叶片表面形状,基于HSV颜色空间,使用阈值分割法去除叶片点云的噪点;使用K-means聚类算法对点云的三维坐标矩阵进行分类,实现单片叶片点云的分割;基于滚球算法重建叶片的表面网格模型;最后,通过计算网格面积求得叶片面积。与常规叶面积测定方法进行了对比,本文方法的计算结果与扫描叶片法测定值相比平均误差为1.21cm2,误差占叶片面积的平均百分比为4.67%;与叶形纸称量法测定值相比平均误差为1.41cm2,误差占叶片面积的平均百分比为6.05%。结果表明,本文方法成本低、精确度高,可满足植物叶片面积无损精确测定的需求。     

基于可见/近红外光谱的牛肉品质无损检测系统改进

含水率、颜色和pH值是牛肉的重要品质指标,近年来可见/近红外光谱因其成本低、快速无损等特点被广泛应用于肉品检测中。针对现有探头采集样品面积过小、代表性差等问题,利用高效的环形光源对双通道可见/近红外光谱系统进行改进,建立了一种高效、稳定的双通道可见近红外光谱系统。首先,基于多次采集生鲜牛肉样品获得400~2450nm波段的有效光谱数据,对改进前反射探头和环形探头的性能进行了对比分析,发现环形探头的稳定性更有优势,在整个波段的变异系数均小于10%。然后利用改进后探头组成的系统采集了61块生鲜牛肉样品的可见/近红外光谱数据。采用了无处理、SG平滑、哈尔变换、一阶导数、二阶导数、标准正态变换、多元散射校正、去趋势化以及各方法组合等方法对光谱数据进行预处理。利用第1波段数据建立颜色参数L*、 a* 、b*的偏最小二乘模型,分别利用第1波段数据、第2波段数据和双波段数据（双波段简单拼接）建立含水率和pH值的PLSR模型并进行了对比。结果发现：第1波段的数据无需经过预处理,即可对颜色参数L*、 a* 、b*取得较好的预测结果,其PLSR模型验证集相关系数和标准误差分别为0.9603、0.9616、0.9367和1.3332、1.1844、0.6553;对于含水率和pH值,无论光谱数据是否经过预处理,第1波段数据的建模效果要好于第2波段数据,但是经过预处理的双波段数据（400~2450nm波段）能够取得更好的预测结果,其PLSR模型验证集相关系数和标准误差分别为0.9541、0.8716和0.5475、0.1272。结果证明,基于高效环形探头的双通道可见近红外光谱系统建立的牛肉多品质参数预测模型,可实现准确、无损、快速检测,获得比较稳定的检测结果。     

手持式生鲜肉品质参数无损检测装置研究

开发了一种手持式生鲜肉品质无损检测装置,并对装置进行了功能测试。硬件主要包括多光谱光源阵列（中心波长为470、515、545、 575、610、760、810、910nm）及探头模块、恒流源驱动模块、多光谱数据采集与处理模块、无线传输模块以及显示终端模块等。设计了基于Android的生鲜肉检测APP应用软件,实现了对装置的无线控制功能。整个装置体积为175mm×115mm×25mm,质量约为0.45kg。利用43个猪肉样品进行试验验证,按照37∶1比例将样品分为校正集与预测集,分别利用多元线性回归、偏最小二乘方法以及多元线性结合逐步回归建模方法对数据进行处理并比较结果,结果表明利用多元线性结合逐步回归算法建立的模型结果较好,其中颜色中L*、a*、b*的预测集相关系数分别为0.9471、0.8504、0.8563,挥发性盐基氮(TVB-N)含量预测集相关系数为0.8027。最后利用不同时间段的12块肉样进行验证模型,其中每组颜色指标中L*、a*、b*的真实值与预测值的预测相关系数均大于0.83,预测集标准偏差均小于等于162,挥发性盐基氮含量的真实值与预测值的预测相关系数均为0.80左右,预测偏差及标准偏差均小于等于4.04。从2组的验证结果来看,利用该设备对生鲜肉品质参数进行检测是可行的,模型具有一定的稳定性,且该设备具有轻便、体积小、质量轻、价格低廉等特点,能够为未来生鲜肉品质的便携式无损检测仪器的进一步研发提供参考。     

基于雷达遥感的不同深度土壤含盐量反演模型

为及时、有效地监测盐渍化土壤含盐量，以内蒙古河套灌区沙壕渠灌域为研究区，将Sentinel-1雷达影像作为数据源，同步采集不同深度土壤含盐量数据，通过组合两组雷达后向散射系数构建多种指数，并用灰度关联（Gray correlation degree,GCD）排除共线性强的指数，采用偏最小二乘回归（Partial least squares regression，PLSR）、分位数回归（Quantile regression，QR）和支持向量机（Support vector machine regression，SVM）3种方法，构建0~10cm、10~20cm不同深度下的土壤含盐量反演模型。结果表明，在3种回归方法中，SVM回归模型的精度最高，模型建模集决定系数R2c、验证集决定系数R2p均在04以上，建模集均方根误差RMSEc、验证集均方根误差RMSEp均小于03%，分位数回归模型次之，偏最小二乘回归模型最差；在各反演深度下，0~10cm深度的反演精度均高于10~20cm深度的反演精度，其中在0~10cm深度下SVM反演模型效果优于其他模型，R2c、R2p分别为0568和0686，RMSEc、RMSEp分别为0.201%和0.151%。本研究可为雷达遥感监测裸土期土壤盐渍化提供参考。     

融合暗荧光参数的茄子叶片光合速率预测模型构建

现有光合预测模型主要考虑环境因子对植物光合作用的影响，模型只能对生理状况相似的叶片进行光合速率预测，本文面向不同生长状态叶片光合速率预测模型的建模需求，提出融合叶片暗荧光参数Fv/Fm的多环境因子光合速率预测模型构建方法。试验以不同生长状态的茄子叶片为样本，在获取暗荧光参数的同时，分别测量不同温度、CO2浓度和光照强度下的光合速率，构建建模样本集。在此基础上，利用遗传支持向量机算法，建立了光合速率统一预测模型，其训练集决定系数为0.8895，均方根误差为3.2679μmol/(m2·s)。采用异校验方式进行模型验证，结果表明，融合荧光参数后模型精度显著提高，光合速率预测值与实测值拟合斜率为0.9046，截距为0.3641，〖JP〗说明引入Fv/Fm后，模型可实现对不同生理状态叶片光合速率的精准预测。     

便携式水产品多品质参数拉曼检测装置设计与试验

水产品在捕捞后极易发生腐败变质，传统的品质检测系统体积大、移动不便、操作复杂，不利于实际应用推广。为了满足水产品品质快速、实时、无损的检测需求，基于拉曼光谱技术，研发了便携式水产品多品质参数检测装置。该装置的硬件系统主要包括光源模块、光谱采集模块、系统控制处理模块、电源模块、通信模块。采用标准正态变量变换、Whittaker平滑算法、自适应迭代重加权惩罚最小二乘算法对该硬件系统采集的拉曼光谱数据进行平滑和背景扣除处理，结合国标方法采集到的鲳鱼颜色b*、硫代巴比妥酸标准理化值（TBA值）、挥发性盐基氮（Total volatile basic nitrogen, TVB N）含量，建立了鱼肉品质多指标偏最小二乘定量预测模型。鲳鱼颜色b*、TBA值、TVB N含量的验证集相关系数分别为0.907、0.897、0.915，验证集均方根误差分别为1315、0104mg/(100g)、2875mg/(100g)。基于MFC基础类库完成实时分析控制软件设计，将预测模型植入软件内，交叉编译下载到检测装置中，实现水产品多品质参数指标一键检测。最后对装置的稳定性进行了测试，18条鲳鱼样品的颜色b*、TBA值、TVB N含量的装置预测值与标准理化值的相关系数分别为0.927、0.883、0.904，均方根误差分别为1139、0271mg/(100g)、1896mg/(100g)。结果表明，便携式水产品多品质参数拉曼检测装置可以实现鲳鱼颜色b*、TBA值、TVB N含量的多指标实时无损检测。     

基于无人机航拍图像的大田玉米冠层结构建模

针对目前采用三维数字化等方法获取大田作物冠层结构信息时需要手动干预、费时费力的问题,利用超微小型无人机分别获取了苗期大田玉米群体的航拍图像、去掉周边植株后成熟期单株及多株的玉米小群体航拍图像。基于伪极点Crust方法构建了玉米苗期和成熟期的冠层结构模型,并基于大田原位手动测量的株高、叶长、最大叶宽、叶面积等参数对所构建的冠层结构模型进行了精度评估。结果表明,苗期、成熟期玉米株高、叶长、最大叶宽的R^2均不小于0.91,RMSE、rRMSE、ME均较小;苗期叶面积的R^2为0.96,RMSE、rRMSE、ME均较小;成熟期叶面积的R^2为0.76,RMSE、rRMSE、ME稍大。本研究可为大田冠层结构、表型信息的高通量获取提供新的途径。     

农村剩余劳动力就业问题的探讨

论述了我国农村剩余劳动力就业的意义，并针对我国农村剩余劳动力的现状，提出多渠道促进农村剩余劳动力就业的途径和办法。     

车用发动机润滑油失效规律与更换周期研究

研究在正常使用条件下１０Ｗ／３０－ＱＣ级润滑油用于某型车用发动机时所表现的失效规律,确认期服从两参数Ｗｅｉｂｕｌｌ分布,并给出分布的尺度参数η和形状参数ｍ之最佳线性无偏估计（ＢＬＵＥ）同时,还为定量分析,计算车用发动机润滑油的使用可靠性和合理确定其更换周期提供了一套可供借鉴的方法,并给出了具体的计算实例。     

草莓的采收与贮藏

草莓果味酸甜爽口，营养价值高，为人们所喜爱的应市鲜果之一。由于草莓易受损伤和微生物侵染，因此其采收、贮藏过程极为重要。介绍草莓采收过程中的注意事项以及11种贮藏保鲜技术的实施步骤和操作方法，推介9种加工方式，为草莓产业化提供技术支持。     

乡（镇）农业技术推广体系存在的问题及对策

乡（镇）农技推广体系是农业发展的关键。介绍朝阳市农业技术推广体系的现状,针对目前体制及运行机制、服务手段等方面存在的问题,提出适合朝阳市乡（镇）农技推广体系改革与发展的对策,以期对全省农技推广体系改革和发展起到一些借鉴作用。     

Quantifying the sustainability of agriculture

The rural sustainability index is a scientifically based tool to quantify the performance of agriculture. The sustainability of crop production is quantified from three perspectives; people, planet and profit. Within each perspective, one condition was selected that must be met to warrant agriculture. These are: No hazardous work should be used within the crop production chain; agricultural crops should not be grown on land allocated to nature by national law or regulations and, when a GM-crop is present or is introduced in a region, it should not harm development opportunities of other farmers. If these excluding conditions are met, the sustainability of agriculture is assessed through five performance indicators on school attendance, water use and consumption, fertilizer use, pesticide use, and farm income. For each of the five indicators, critical values and target values have been given that limit the transition range between non-sustainable and sustainable production. The five indicators are combined into a sustainability index. The index aims at improving the socio-economic position of farmers while protecting the environment.

《汽车运用工程》CAI研制

结合教学要求,利用Authorware多媒体平台设计制作了《汽车运用工程》教学课件。课件充分利用多媒体教学的优势,具有生动性、综合性、共享性、协调性、交互性和自主性,且功能完整、界面友好,操作简便,容易使学生更好地学习和掌握该课程。     

哺乳母猪舍环境监控系统的研究

猪舍环境的自动监测和控制已成为养猪业数字化信息化发展的一个重要方向。为此,以内蒙古农业大学科技园区的哺乳母猪舍为研究对象,设计了一种以King View为开发平台,利用模糊控制技术,对哺乳母猪舍环境进行了实时监控,并详细介绍了该系统的结构组成和设计原理。利用King View制作出的环境监控平台功能完善、稳定可靠、画面精美,方便工作人员管理和控制,具有一定的实用价值。     

水稻高产栽培技术探讨

水稻生产对保证粮食安全、保障市场供应、改善人民生活、实现社会稳定具有重要的意义。从品种的选择、秧苗的培育、秧苗的插栽、田间管理、栽培要点5方面,介绍水稻高产栽培技术措施的主要内容,为水稻栽培提供技术指导。     

不平路面上拖拉机—挂车机组制动过程建模与分析

建立了拖拉机－挂车机组在不平路面上制动过程的动力学模型，提出了符合车辆在不平路面上制动特征的自适应轮胎模型，仿真分析了随机路面上的制动过程，得出当路面不平度增大时，拖拉机－挂车机组的制动距离增长，制动加速度减小等有价值的结论。     

Production and income benefits from improved irrigation efficiency: What is the potential?

The benefits of improved irrigation efficiency on production and income in rice-based irrigation systems is analyzed using a combination of simulation and structural model estimation techniques for five diversion irrigation systems in the Philippines. The results show that increased efficiencies generate substantial production and income benefits. With the limitations on new system development, designing and enforcing appropriate real-time water resource management policies to capture high potential benefits of improved irrigation efficiency should be an increasingly high priority for policy-makers.