张家港市农田土壤重金属含量高光谱遥感监测模型构建

以张家港农田土壤作为研究对象,在实验室测定土壤重金属元素As、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、Hg的含量,并与土壤可见近红外高光谱数据建立土壤重金属含量的定量估测模型,以快速获取研究区农田的土壤重金属含量。为保证模型预测的精度和稳定性,首先,对原始高光谱数据进行平滑处理,并进行一阶导数、倒数一阶导数、倒数的对数一阶导数、平方根一阶导数和连续统去除等形式的光谱变换;然后,提取不同变换光谱的特征波段进行相关性分析;最后,通过逐步回归法建立重金属含量的定量估算模型。结果表明:张家港市农田土壤中Cd、Hg、Cu、Zn存在一定的污染风险。在高光谱的不同变换形式中,一阶导数和连续统去除与重金属含量的相关系数高于其他变换形式。基于8种土壤重金属含量与高光谱数据建立的定量估算模型具有良好的预测精度。Cd、Hg、Cr、As、Cu、Zn、Ni、Pb估算模型的实际值与验证值的拟合度分别为0.874、0.879、0.800、0.646、0.513、0.655、0.603和0.542,可用于预测张家港市的农田土壤重金属含量。     

基于模糊控制的水产养殖环境智能监控系统设计

为实时掌握水产养殖水质和气象环境信息,针对溶氧控制过程中非线性、惯性大和时滞的问题,以循环水流水槽养殖模式为基础,设计了水产养殖环境监测和控制系统。通过PLC对养殖环境中溶氧、pH、温度、湿度、风速、风向、大气压等参数进行信息采集与传输,上位机实时显示环境信息,用模糊算法处理信息,处理后的结果作为PLC的输出传送到变频器中,变频器控制增氧机调节水中溶氧量。结果显示:该系统可实时传输与显示上述参数信息,提供历史数据和环境异常报警功能。模糊控制在调节溶氧过程中超调小、精度高,溶氧偏差±0.4 mg/L,可减少增氧机启停次数、延长设备寿命。监控系统进行实地应用测试,达到预期效果,可在水产养殖中进行推广和应用。     

农业种植养殖传感器产业发展分析

传感器技术是智慧农业建设中的一项关键技术,目前我国农业传感器的应用存在诸多问题,严重制约着农业产业化的进一步发展。本文对比了国内外农业物联网技术应用与集成的现状,并提出了相应的发展策略,最终提出了关于农业种植养殖产业的未来研究重点与发展方向的观点。     

基于图像处理的疏透度测定及结构关系研究

为快速、准确地测定防风林林带疏透度，建立林带疏透度与林带结构因子间的关系模型，为防风林建设及调整提供合理化意见。使用图像处理技术对获取的防风林林带照片进行自动识别，通过Otsu算法自动将树木实体区域和孔隙区域分割，从而测定林带疏透度。并采用相关性分析和逐步线性回归法建立疏透度与林带结构因子间的关系模型。结果表明，采用Otsu算法测定林带疏透度的方法与图像处理软件(Photoshop)测定结果无明显差异，该方法操作简单、效率高，能够快速、准确测定防风林林带疏透度。防风林疏透度与林带行数、棵数、枝下比例、株行距、密度存在显著性相关关系，构建疏透度与林带行数、密度间的关系模型:β=-0.060 1N-0.065 8ρ+0.810 9(R²=0.961 3,P=0.000 29)。根据建立的防风林林带疏透度与林带结构因子间的关系模型，可对防风林的建设提供科学合理化的指导，使其发挥更好的防护效应。     

基于北斗的大坝连续压实监控系统研究及应用

针对目前在大坝碾压施工过程中,传统施工质量控制方式难以满足日益提高的对高坝施工技术的需要,基于北斗卫星导航系统(BDS)和地理信息系统(GIS),对大坝碾压施工质量实时监控技术进行研究。通过安装在碾压机械上的加载设备及振动传感器采集数据,在集成软件处理并记录该碾压机械碾压施工过程,实现对碾压过程全程、全自动的实时监控。将研究结果应用于平桥水库面板堆石坝碾压施工过程中,结果表明,系统实现了对大坝碾压施工过程压实质量参数的有效监控,为大坝高质量、高强度施工提供保障,为工程管理提供便利和依据。     

基于PLC的蟹笼渔船诱饵填盒与塞笼自动化流水线方案设计

蟹笼渔船诱捕饵料在使用过程需要经过破冰分离、切块、填盒、塞笼等工序,效率低、劳动强度大。为提升蟹笼渔船的生产效率,需要实现饵料使用自动化。提出了一种实现饵料使用自动化的流水线生产方案,并通过Pro/ENGINEER Wildfire 5.0进行流水线的结构设计建模与原理分析,采用GX works3基于三菱FX5U系列PLC完成了流水线PLC控制梯形图程序设计,并在软件上进行在线模拟测试。结果显示:该流水线的结构设计理论上能满足蟹笼渔船饵料使用的自动化需求,控制系统的设计符合流水线的动作顺序控制,端口运行正常,未发生错误提示。该流水线生产方案的提出为蟹笼渔船诱捕饵料实现自动化提供了条件,同时也打破了蟹笼饵料的传统塞入方式,即由内部塞入改为外部挤入。控制系统的设计为蟹笼渔船诱捕饵料自动切块填盒与塞笼流水线的实际生产使用打下了理论基础。     

结构用集成材自动上下料装置真空吸附系统设计与试验

针对结构用集成材加工过程中上下料自动化程度低、劳动强度大、效率低等问题,设计了一种真空海绵吸盘抓取结构用集成材自动上下料装置,实现结构用集成材的高效、自动化上下料作业。选用杉木结构用集成材在自动上下料装置上进行负压与供气压力关系试验和负压与海绵吸盘拉脱力试验。利用MATLAB软件,对试验数据进行最小二乘法函数曲线拟合,建立负压与供气压力的函数关系,最后制定海绵吸盘真空吸附系统控制策略。试验结果表明:海绵吸盘内负压与进气压力密切相关,供气压力为0~630.0 k Pa时为三阶函数关系,当供应压力约为630.0 k Pa时,负压达到最小值-50.3 k Pa,而后随着供气压力的增加,海绵吸盘的真空度基本维持不变且略有减小;海绵吸盘内负压在-50.0~-13.0 k Pa范围内时,负压与拉脱力存在线性关系,但由于有效吸附面积小于理论面积,实测拉脱力比理论值平均小250.0 N;当吸气孔被工件100%,66.7%和33.3%被覆盖时,海绵吸盘内的负压分别为-50.3,-40.0和-35.0 k Pa,拉脱力分别为2 125.0,1 041.9和453.7 N,说明了当海绵吸盘上的吸气孔未被完全覆盖时,海绵吸盘内真空度随未被覆盖的吸气孔增多而减小,未被覆盖的吸气孔越多实测拉脱力减小得越多,海绵真空吸附系统能量损失越大。     

基于北斗VMS数据和DBSCAN算法的夏季海州湾中国毛虾资源分布

2020年我国伏季休渔期间中国毛虾（Acetes chinensis）限额捕捞试点在黄海海州湾实施,2021年该限额捕捞项目继续实施,在此背景下探究夏季海州湾中国毛虾资源分布对其限额捕捞精细化管理至关重要。本文首先基于2021年海州湾中国毛虾限额捕捞期间北斗渔船监控系统（Vessel monitoring system,VMS） 数据提取得到各毛虾张网渔船所有捕捞网位点及其捕捞努力量,然后运用具有噪声的密度聚类（Density-Based Spatial Clustering of Application with Noise,DBSCAN）算法进一步识别含有捕捞产量的网位点,从而探究夏季海州湾中国毛虾资源分布格局。结果显示,含有产量的网位点识别率为97.18％,表明DBSCAN算法能精准识别含有产量的捕捞网位点。含有产量的网位点共有898个,空间上呈聚集性分布。依据捕捞努力量情况探究得到中国毛虾资源主要分布在120°00′E~120°15′E,34°43′N~34°48′N 和119°47′E~119°53′E,34°36′N~34°43′N。本研究思路可作为其它渔业捕捞活动中运用VMS数据提取含产量捕捞网位点的科学参考。     

蒜和葱上二斑叶螨的发生为害及其抗药性监测

二斑叶螨寄主植物范围极广, 但其对百合科蔬菜造成危害的研究报道极少?本研究采集了来自北京海淀百合科蔬菜蒜和葱上的2个二斑叶螨种群, 生物测定结果显示, 2个种群对阿维菌素呈现出极高水平抗性, 对哒螨灵为中等以上抗性(LC50>5 000 mg/L), 对新型药剂联苯肼酯?虫螨腈和腈吡螨酯也表现出中等到高水平抗性?抗性基因突变频率检测发现, 与阿维菌素抗性相关基因G314D和G326E位点以及和哒螨灵抗性相关基因H92R位点的突变频率均高达100%, 为纯合抗性种群?因此, 本研究所测试的2个二斑叶螨种群对阿维菌素和哒螨灵单剂的敏感性极低, 需慎重选用这2种药剂, 而3种新型杀螨剂联苯肼酯?虫螨腈和腈吡螨酯在田间需轮换使用?