苹果糖度高光谱图像可视化预测的光强度校正方法

针对类球形水果表面曲率变化引起高光谱图像光响应强度差异较大,难以有效预测各部位的品质信息的问题,以富士苹果为研究对象,对高光谱图像进行黑白标定后,以糖度测试部位为感兴趣区域提取平均光谱并建立糖度的定量预测模型,校正集相关系数Rc为0.930 5,校正均方根误差RMSEC为0.433 1;高光谱图像经构建掩模消除样本背景噪声后,提出了高光谱图像光强度校正方法,比较校正前后的高光谱图像能量分布图可以发现光强度得到有效补偿,对校正后的高光谱图像标记空间信息并提取对应光谱,用已建立的苹果糖度模型计算各像素点对应的糖度值,绘制苹果糖度的伪彩色分布图。研究结果表明,高光谱图像经强度校正可以快速无损的预测苹果的糖度及其分布。     

猪肉冷链物流感官质量控制图设计与应用

为观测猪肉冷链物流过程中产品的感官质量变化,分析了物流过程猪肉的感官特征,采用敏感性和回归分析获得感官评价的关键指标,进而设计质量控制图展示感官特征的波动性。结果表明:配送中心、近距离超市和远距离超市的感官品质总体上差异显著;颜色是评价总体可接受性的敏感指标,设计其均值-标准差控制图;配送中心的感官质量波动较大,过程能力指数偏低,需对配送中心的质量管理加以完善。均值-标准差控制图可直观展现物流过程产品质量的波动性和合格率,为监控猪肉冷链物流过程的外观品质变化提供了科学的管理方法。     

基于叶绿素相对值的植物叶片颜色模拟方法

提出了一种基于叶绿素相对值(SPAD)的植物叶色模拟方法。首先利用自制的叶色数据采集装置,在外部环境恒定的条件下采集叶色数据,跟踪监测叶片不同生理时期的叶色变化。再基于数据对叶色进行分析,构建SPAD值与特定光环境下叶片颜色值的关系函数,并利用该函数推导出叶片的漫反射计算公式;最后采用基于SPAD纹理的方法对叶片表面的颜色差异以及随着时间发生的老化现象进行模拟。结果显示在确定的恒定外部环境下,SPAD值与叶片漫反射红绿蓝三通道关系函数呈指数关系,决定系数分别为0.972、0.968、0.509,表明SPAD与叶片漫反射颜色之间存在相关性,因此可利用SPAD作为驱动因子进行叶色仿真。同时,从视觉角度加以分析,基于SPAD的叶色模拟结果与真实图像对比,叶色的变化趋势一致,结果较真实。     

类球形水果表皮颜色变化校正方法研究

针对类球形水果表面较大的曲率变化会引起表面亮度不均,从而导致水果颜色分级评价中存在误差大、准确率低等问题,提出了二维B样条水果表面亮度不均校正算法。利用该算法分别对原始RGB图像各单通道图像进行亮度校正,然后将校正后的RGB图像转换成HIS颜色空间图像,提取色调H和亮度I分量,通过对比校正前后H和I分量图像像素灰度标准差评价校正效果。对160幅橙图像处理结果表明,校正后的图像在色调和亮度上比原始图像更加均匀,色调H分量和亮度I分量的平均标准差分别仅为原始图像标准差的21.57%和33.94%,色调和亮度均匀性得到了明显的改善。     

基于ZigBee的农产品冷链环境信息采集节点设计

农产品具有鲜活性、易腐烂性等特点,运输环节必须采用冷链物流。为了获取农产品在储运过程中的环境信息,运用Zigbee技术设计了一种农产品冷链环境信息采集节点。首先分析了农产品冷链监控要素,以此为着重点搭建采集节点硬件电路以及设计其软件流程,并对节点之间的通信性能进行了测试。结果表明:节点发射功率为1dBm时具有最佳的通信性能表现,在20m范围内接收信号强度可保证在-90dBm以上,丢包率可控制在5%以内。     

基于互补相关模型和IKONOS数据的农田蒸散时空特征分析

获取田块内高分辨率农田实际蒸散信息对于精准农业中制定灌溉计划、变量处方实施及评价水分利用效率等具有重要参考价值,将传统方法与遥感结合并生成精细田块尺度的农田蒸散成为当前研究热点方向。本文基于互补相关模型和北京2011年3－6月份间内气象观测数据进行了冬小麦实际蒸散估算,并利用大型蒸渗仪对结果进行了验证和分析。最后将互补相关模型与高空间分辨率遥感数据结合实现了田块尺度农田瞬时蒸散估算,并结合蒸发比率不变法实现了日尺度蒸散扩展。结果表明：在2011年3－6月间试验区内冬小麦总耗水量达到469.12 mm,其中在灌浆期5月份耗水比重最大,占到总量近二分之一;互补相关模型估算精度整体较高,其中在5月份估算精度最高（R2=0.863,RMSE=0.103 mm）;扩展后的日尺度蒸散量与实测结果非常一致（R2=0.937,RMSE=0.668 mm）。上述结果表明在没有土壤温、湿度数据及高分辨率热红外遥感数据条件下,仅利用互补相关模型,并结合气象观测数据和高分辨率遥感数据即可估算出精细尺度农田蒸散。     

基于CFD数值模拟的冷藏车节能组合方式比较

精确掌握温度控制是实现高质量食品冷链运输的关键,节能减排降低运输成本也是供应商所追求的目标。该文以短距离冷藏运输车为研究对象,以土豆为货物区试验材料,建立了求解冷藏车车厢温度场分布计算模型。模拟过程采用2种不同的风机制冷温度（0和3℃）,依据制冷机组功率和货物最佳冷藏温度,确定运输过程中打开和关闭制冷风机最佳间隔时间。模型以冷气出风口风速、冷气温度、车厢以及货物的初始温度、货物的物性参数为边界条件,采用计算流体力学（CFD）非稳态SST κ-ω计算模型,模拟开启风机和关闭风机不同阶段车厢内温度场的分布情况。结果表明在组合方式为制冷温度3℃,制冷时间和关闭制冷风机阶段都为10 min时比制冷温度为0,制冷时间15 min和关闭制冷风机为20 min时要节约3.6×105 J能耗。该研究为合理选择制冷风机温度和冷却时间最佳组合方式,以及实现节能减排降低运输成本提供了依据。     

植物内源激素对小麦生长发育调控机理的研究

对不同群体条件下拔节前冬小麦主茎内源激素的变化进行了测定。结果表明,四种植物内源激素的含量存在着较大差异。脱落酸（ＡＢＡ）进入越冬期后明显提高,高密度高于低密度;赤霉素（ＧＡ３）在冬前下一致,除低密度处理含量处于较高水平外,冬后都呈下降趋势,细胞分裂素（Ｚ＋ＺＲ）高密度条件下冬前出现了高峰,而后逐渐接近,生长素（ＩＡＡ）在冬前分蘖期低密度含量较高,进入越冬期高密度较高,冬后不同密度都呈下降趋势,高     

链条输送式变量施肥抛撒机的设计与试验

针对国内变量施肥机作业幅宽小,变量施肥抛撒机缺乏的问题,该文应用变量施肥技术,设计了一种基于处方图的链条输送式变量施肥抛撒机。通过分析肥料颗粒在撒肥盘上的运动和受力,建立了肥料颗粒在脱离撒肥机圆盘过程中的运动方程,设计并确定了变量抛撒控制系统、肥箱、肥门自动开启装置等关键部件的结构及参数。并进行了不同施肥量和抛撒均匀性的试验,结果表明:链条输送式变量施肥抛撒机变量效果较好,且具有较好的抛撒均匀性,在拖拉机速度1.5m/s,实际施肥量与预置施肥量相对误差最大值为7.53%;拖拉机速度2m/s,目标施肥量225kg/hm2,抛撒幅宽设定30m,有效幅宽抛撒变异系数为14.90%,能够较好的满足实际生产要求。     

基于粒子系统的土壤可视化仿真研究

土壤结构三维可视化将有助于更好地理解土壤结构及其与功能的关系.本文从描述土壤固体颗粒结构入手,基于土壤结构具有明显分形特征,采用粒子系统来模拟土壤颗粒并进而实现土壤结构的三维可视化.设置9种土壤粒子基本形状,将具有农学意义的土壤容重和比重等转化为粒子数量并进行相应初始化,结合特定的运动学方程和碰撞处理方法描述粒子的运动,待粒子运动进入平衡态后,暂停粒子运动就可获得可视化的土壤.对模型进行验证:输入三种不同土壤的参数,生成了具有真实感的土壤三维结构.可视化计算结果表明,计算结果和趋势都与实际相符.本方法初步实现了土壤结构的三维重建,具有一定研究和应用价值.