An entropy approach to spatial disaggregation of agricultural production

While agricultural production statistics are reported on a geopolitical – often national – basis we often need to know the status of production or productivity within specific sub-regions, watersheds, or agroecological zones. Such re-aggregations are typically made using expert judgments or simple area-weighting rules. We describe a new, entropy-based approach to making spatially disaggregated assessments of the distribution of crop production. Using this approach, tabular crop production statistics are blended judiciously with an array of other secondary data to assess the production of specific crops within individual ‘pixels’ – typically 25–100 square kilometers in size. The information utilized includes crop production statistics, farming system characteristics, satellite-derived land cover data, biophysical crop suitability assessments, and population density. An application is presented in which Brazilian state level production statistics are used to generate pixel level crop production data for eight crops. To validate the spatial allocation we aggregated the pixel estimates to obtain synthetic estimates of municipality level production in Brazil, and compared those estimates with actual municipality statistics. The approach produced extremely promising results. We then examined the robustness of these results compared to short-cut approaches to allocating crop production statistics and showed that, while computationally intensive, the cross-entropy method does provide more reliable estimates of crop production patterns.     

安全监测技术在软基筑坝工程中的应用

在软土地基上修建50m以上的高坝．国内外尚没有先例；云南省务坪水库在软土地基上修建52m高坝的成功经验，为软基筑坝施工提供了科学的依据：安全监测技术的日益成熟和完善，为工程施工、运行提供了可靠的保障。以云南省务坪水库为例，阐述安全监测技术在软基筑坝上的应用和意义。     

小型水电厂监控系统方案及其通信

介绍小型水电厂监控系统方案及其通信软件设计。采用两级完全分布式监控方案，省去常规的当地控制单元（LCU）。监控IPC经CAN_BUS和RS485与具有不同通信协议的各种智能模块进行信息交互。监控软件的通信模块采用多线程技术有效地实现了人机交互及数据管理模块与通信模块分时多任务操作。给出了具体的实现方法。     

灌区计算机监控系统与灌溉优化调度模型集成应用研究

大型灌区实施计算机监控是提高灌区管理水平的重要手段,灌区轮灌分组优化模型旨在求解干渠各出水口运行时调度的最优组合方案,而灌溉优化调度方案在实施过程中往往仍然采用的是计算机远程人工调度.为此研究了一种灌区轮灌分组优化模型,并得出了灌溉优化调度方案,同时采用OPC（即OLE for Process Control）技术,使灌溉优化调度方案数据与计算机控制系统有效地结合起来,提高了灌区灌溉管理自动化水平。     

基于冠层温度和土壤墒情的实时监测与灌溉决策系统

设计了一个可以在线连续监测田间作物冠层温度、环境信息和土壤墒情的实时灌溉决策系统,并将其安装于农田进行了1 a实际运行和观测。系统采用太阳能供电和微处理器进行数据采集和管理,为野外的实际应用提供了保障。系统配置了红外温度、空气温/湿度、土壤水分/水势等传感器,能够及时采集田间全面的同步数据,排除了异地观测所形成的数据误差。采用悬臂式多点采集下垫面红外温度检测方法,可以快速采集更多和更高精度的数据,避免单点测量的人为误差。系统配备的快速锁紧装置,能够根据下垫面作物的生长情况进行传感器位置高度调节,使检测数据更符合田间实际情况。通过运行管理和监测数据分析可见,所监测数据能够很精细的刻画田间作物实际生长状况,可以用于灌区综合灌溉决策,实现田间精量灌溉管理和控制,为灌溉管理的精量化和智能化提供数据支持。     

论拖拉机造型的时代性

通过回顾拖拉机造型的发展过程，分析了不同时期拖拉机的各种造型特征，提出了各个阶段拖拉机造型的模型，指出为适应市场竞争，必须重视拖拉机造型设计。     

基于MK—SVR模型的小麦叶面积指数遥感反演

提出了运用多核支持向量回归(MK-SVR)算法构建小麦叶面积指数(LAI)遥感监测模型。以2010—2013年试验样点小麦拔节、孕穗、开花3期的实测LAI数据为基础,同步获取我国自主研发的环境减灾卫星HJ-CCD对该研究区域的影像数据,分析了各生育期小麦LAI与8种植被指数间的相关性。以显著相关的植被指数作为输入参数,使用MK-SVR算法构建了每个生育期的小麦LAI反演模型,即MK-SVR-LAI模型。为了评价模型,每期使用单一核支持向量回归(SK-SVR)、偏最小二乘(PLS)回归算法构建了SK-SVR-LAI、PLS-LAI模型。将模型估算LAI值和田间观测LAI值进行比对,以决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)为指标评价并比较了模型。结果表明:3个生育期MK-SVR-LAI模型的RMSE值均低于参比模型,拔节期为0.293 1,孕穗期为0.466 8,开花期为0.548 6,且该模型的R2也都最高,拔节期为0.762 4,孕穗期为0.801 8,开花期为0.668 9。     

基于GPRS的远程检测无线电子鼻系统

针对移动环境的检测需要,设计了一套基于GPRS的远程检测无线电子鼻系统,主要包括气敏传感阵列、信号调理模块、微处理器模块、GPRS模块和远程测控系统5部分。对系统的远程通信性能进行测试,发现电子鼻数据发送周期在400 ms以上时,系统的通信时延、传输速率和累计丢包率都能满足无线电子鼻检测的要求;利用本系统对采摘后的芒果实施检测研究,得到的香气响应特性曲线清晰、稳定;构建芒果贮藏天数的预测模型,结果发现,对照组逐步回归模型虽然整体预测效果不理想,但对第4和6天的芒果仍有一定的预测效果,而试验组逐步回归模型、对照组基于线性判别的支持向量机(LDA-SVM)模型和试验组LDA-SVM模型对芒果贮藏天数都具有较好的预测效果。     

精密播种机下压力和播深CAN总线监控与评价系统研究

为实现精密播种作业中播种下压力和播深的实时监控和质量评价,设计了一种多行播种机下压力和播深CAN总线监控与评价系统。系统采用基于角度和轴销传感器的播深和下压力测量装置,优化设计了液压驱动和分区控制的气压驱动装置,开发了基于Co De Sys(Controlled development system)编程环境的智能终端交互界面和ECU(Electronic control unit)控制程序,实现了基于CAN总线通信的作业参数监测控制和质量评价。通过搭建的室内试验台完成了播深和下压力静态建模试验,建立了适应不同设定播深的下压力测量模型。分区控制系统响应测试试验表明,在调节范围(0. 2～0. 6 MPa)内,系统超调量低于5. 97%;响应时间与控制行数和设定气压正相关;在设定气压(0. 1～0. 6 MPa)范围内,6行播种机调节时间不超过2. 35 s。为测试系统工作性能,在25、50、75 mm 3种设定播深下,对左区控制(600 N)、右区控制(300 N)、机械调节和自重调节4种控制方式进行了田间性能试验。土壤压实和播种下压力控制效果试验表明,主动分区控制方式可实现更为稳定的土壤紧实度,且在浅旋地块环境下,右区控制方式可达到最优的下压力稳定性,其控制合格率不小于95. 78%;播深控制效果试验表明,随着设定播深的增大,播深质量显著降低,在设定播深25～75 mm范围内,左区控制、右区控制、机械调节和自重调节对应的最小播深合格率分别为91. 92%、92. 53%、70. 44%和58. 72%,对应的最大标准差分别为2. 22、3. 11、3. 69、7. 70 mm,对应的最大变异系数分别为3. 52%、4. 40%、4. 96%和14. 01%。相比机械调节和自重调节,分区控制系统提高了单体下压力和播深稳定性。     

大数据时代山东农业病虫害监测预警体系建设

在大数据时代,海量的数据资源是推动经济发展和社会进步的基石,丰富、透明、完善的农业大数据资源是加快农业信息化建设步伐的前提,先进、有序、完备的农业病虫害监测预警体系是服务绿色农业发展的支撑。该研究试图在研究国内外农业病虫害监测预警体系的基础上,在农业专家的指导下,进行大数据时代农业病虫害监测预警体系构建。山东农业病虫害监测预警体系的建设应主动适应大数据时代的发展需求,分步构建病虫害监测预警体系,分层划分病虫害数据中心工作,合理布局病虫害数据采集站点,科学制定病虫害监测预警任务,共建共享病虫害监测数据信息,有效加强病虫害联合监测预警,努力研发病虫害智能识别终端,为发展现代高效农业提供坚实的保障。