基于移位窗口Transformer网络的玉米田间场景下杂草识别

针对实际复杂田间场景中作物与杂草识别准确性与实时性差,易受交叠遮挡影响,像素级数据标注难以大量获取等问题,该研究提出基于移位窗口Transformer网络（Shifted Window Transformer,Swin Transformer）的高效识别方法,在实现作物语义分割的基础上快速分割杂草。首先建立玉米语义分割模型,引入Swin Transformer主干并采用统一感知解析网络作为其高效语义分割框架;改进Swin Transformer主干调整网络参数,生成4种改进模型,通过精度与速度的综合对比分析确定最佳模型结构;基于玉米形态分割,建立改进的图像形态学处理组合算法,实时识别并分割全部杂草区域。测试结果表明,该研究4种改进模型中,Swin-Tiny-UN达到最佳精度-速度平衡,平均交并比为94.83%、平均像素准确率为97.18%,推理速度为18.94帧/s。对于模拟实际应用的视频数据,平均正确检测率为95.04%,平均每帧检测时间为5.51′10-2 s。该方法有效实现了玉米与杂草的实时准确识别与精细分割,可为智能除草装备的研发提供理论参考。     

创意农业发展探讨

论述了国内外创意农业发展现状以及创意农业的类型．并提出发展创意农业的建议。     

平泉发展林果产业富裕一方百姓

金秋时节,瓜果飘香。河北省平泉县榆树林子镇连云海小宋杖子村南山梨园里,压弯枝头的梨果闪着金黄色的光泽,馋得人直流口水。＂你看,这梨儿着色多好,吃起来既香、又甜酸适口。按当前市场价,     

基于EDEM的有机肥撒施机抛撒性能试验研究

为解决有机肥流动性差、机械抛撒难的问题,基于自制的卧式有机肥撒施机,建立了有机肥在抛撒过程中的运动模型,分析了影响抛撒均匀度的主要因素;采用SolidWorks软件建立了有机肥和卧式有机肥撒施机的三维模型,运用EDEM软件以输肥速比（作业速度与刮板输肥速度比值）、抛撒辊转速、螺旋叶片螺距为试验因素进行了响应面设计试验;采用Design-Expert 8.0.5软件优化了作业参数,并进行仿真试验验证和田间试验验证。仿真结果表明:影响抛撒均匀度横向变异系数的主次顺序为螺旋叶片螺距＞抛撒辊转速＞输肥速比;当输肥速比为-16.42、抛撒辊转速为557.90 r/min、螺旋叶片螺距为365.40 mm时,抛撒均匀度横向变异系数为14%,仿真验证值与预测值误差≤5%,响应面模型合理。田间试验表明,当输肥速比为-16.6、抛撒辊转速为560 r/min、螺旋叶片螺距为360 mm时,抛撒均匀度横向变异系数为14.5%,与EDEM仿真值误差≤5%,满足有机肥撒施机的田间作业标准,仿真模型及优化参数合理。该研究可为有机肥撒施机的优化设计及抛撒性能提升提供参考。      

观赏草的绿化应用初探

该文介绍了观赏草的美学价值、生态特性等,并通过对其应用现状的分析,提出了观赏草不同的绿化模式。     

黄土塬区不同覆盖方式对麦田水量平衡及水分利用效率的影响

利用连续三年秸秆和地膜覆盖(2008~2011年)定位试验的测定数据,分析不同覆盖处理对农田土壤水分平衡以及水分利用效率的影响。结果表明:在冬小麦关键生育期(抽穗期至灌浆期)降水较少的年份,秸秆覆盖处理才能提高冬小麦的产量和水分利用效率,且高量秸秆全程覆盖处理的效果最佳。     

不同施肥处理下麦田水分利用过程及其效率特征

通过田间试验(2010—2011年),就不同施肥处理下麦田水分利用过程及其效率特征进行研究。结果表明:施磷量为90kg/hm2条件下,配施氮量在0～135kg/hm2时,农田耗水率(农田耗水量占总的供水量的比率,ET/SW)和蒸腾比率(蒸腾量占农田耗水量的比率,T/ET)随配施氮量的增加逐渐提高,考虑蒸腾消耗的作物水分利用率(籽粒产量与蒸腾量的比值,Y/T)和降水利用效率(Y/P)在施氮量为180kg/hm2时达到最大。施氮量为90kg/hm2条件下,配施磷量在90～180kg/hm2时,各处理的农田水分消耗率、蒸腾比率几乎相同,但明显高于单施氮肥处理,只考虑蒸腾消耗的作物水分利用率随施磷量的增加逐渐提高,降水利用效率在施磷量为90kg/hm2时达到最大值。与不施肥处理相比,施磷量为90kg/hm2与施氮量为180kg/hm2处理的麦田,冬小麦从拔节期至成熟期的农田耗水量增加23.5%,蒸腾量增加186.8%;农田水分消耗率提高10.5%,作物蒸腾比率提高200%,作物水分利用效率(Y/ET)达到11.13kg/(hm2.mm),降水利用效率达到18.73kg/(hm2.mm)。     

基于双注意力语义分割网络的田间苗期玉米识别与分割

为实现复杂田间场景中幼苗期玉米和杂草的准确识别与区域划分,该研究提出改进的双注意力语义分割方法,通过获取形态边界实现玉米幼苗的识别与精细分割,在此基础上采用形态学处理方法识别图像中除玉米外的全部杂草区域。首先对6种当前最高性能的语义分割网络进行对比,确定模型原始架构;建立幼苗期玉米语义分割模型,包括改进深层主干网络增强特征,引入双注意力机制构建特征的场景语义依赖关系,以编码器-解码器结构组建模型并增加辅助网络优化底层特征,改进损失函数协调模型整体表现,制定改进的迁移学习策略;提出图像形态学处理方法,基于玉米像素分割结果,生成杂草分割图。测试结果表明,模型的平均交并比、平均像素识别准确率分别为94.16%和95.68%,相比于原网络分别提高1.47%和1.08%,识别分割速度可达15.9帧/s。该研究方法能够对复杂田间场景中的玉米和杂草进行准确识别与精细分割,在仅识别玉米的前提下识别杂草,有效减少图像标注量,避免田间杂草种类的多样性对识别精度的影响,解决玉米与杂草目标交叠在形态边界上难以分割的问题,研究结果可为智能除草装备提供参考。     

2008年7月13日宁夏暴雨天气过程诊断分析

利用常规天气图和物理量资料对2008年7月13日发生在宁夏的暴雨天气进行环流形势及物理量诊断分析.结果表明,此次过程是副热带高压西伸北抬,其边缘偏南气流与东移冷槽、低涡等配合造成的,其中由于有中小尺度系统发生发展,形成了局地性暴雨.这次暴雨无辐散层明显偏高,辐合值偏大;气旋深厚,范围大,强度强;低层能量值大,高层能量值小,降水时能量值有所增大,暴雨区与高能轴配合较好;水汽输送及辐合好,水汽输送主要集中在低层.     

收获期谷子叶片摩擦特性的试验研究

为了探明谷子叶片的摩擦特性,降低其对谷子联合收获机割台损失的影响,采用自制摩擦测试装置,联合Instron5544型电子万能试验机,选定谷子张杂10号、晋谷21号和沁州黄等3个品种,分别测定了叶片之间及叶片与不同金属材料接触时的摩擦特性参数。分析了叶片不同方向(纵向和横向)、不同表面(上表面和下表面)、不同倒刺方向(顺纹和逆纹)及不同金属薄板(钢板、铝板、铁板)等因素对叶片摩擦特性的影响规律。试验结果表明:叶片与叶片摩擦时,张杂10号、晋谷21号、沁州黄的静摩擦因数和滑动摩擦因数值范围分别为0.3953~0.9 6 6 5/0.3 6 9 5~0.9 5 6 5、0.3 6 5 7~0.9 4 6 7/0.3 5 5 6~0.8 8 6 3、0.3 5 7 0~0.9 4 2 0/0.3 3 3 8~0.9 0 8 8;叶片的方向及倒刺方向两因素对其影响极显著(P<0.01),叶片在横向及逆着倒刺方向时,摩擦因数值较大。叶片与不同金属材料接触时,张杂10号、晋谷21号、沁州黄叶片与不同金属材料板接触时静摩擦因数值和滑动摩擦因数值范围分别为0.2800~0.5865/0.2546~0.4595、0.2625~0.6080/0.2265~0.4595、0.2805~0.4660/0.2676~0.4318;其与铁板的摩擦因数值最高,钢板与铝板次之且无显著差别。研究结果可为谷子收获机械的研制与设计提供一定的技术参数和理论依据。