基于图像处理的土壤表层含水率在线检测方法研究

土壤表层含水率是影响作物生长的重要因素,在节水灌溉控制系统中对其进行在线检测尤为重要。运用计算机数字图像处理技术,探索一种土壤表层含水率在线检测的新方法。通过土壤表层图像的中值滤波、图像模式转换和“坏区”过滤,提取图像的特征参数——灰度值,并对土壤表层图像的灰度值与其含水率的关系进行了试验研究。理论分析与试验结果表明,土壤含水率的百分比与土壤表层图像的灰度值之间是一种近似线性的函数关系。     

多尺度特征融合的柑橘冠层施药沉积量分类模型

针对传统农作物冠层施药沉积量分类模型分类准确率低、网络模型参数量大且运算速度慢的问题，该研究提出一种改进的SPP-Net-Inception-v4模型。该模型通过构建稀疏网络结构平衡各个模型子网间的计算量，利用3个Inception模块生成施药沉积量在柑橘冠层热红外图像的稠密有效特征数据；在模型的卷积层与全连接层间创新性接入空间金字塔池化网络（Spatial Pyramid Pooling Network, SPP-Net），进行一次历遍提取热红外图像特征信息，再通过空间池化操作融合3种池化方式提取的多尺度特征，实现柑橘冠层热红外图像施药沉积量表现特征的提取与融合。搭建多环境因素自主控制试验环境，模拟无人机低空采集柑橘冠层热红外图像，应用3个分类模型进行对比试验，试验结果表明，SPP-Net-Inception-v4模型与Inception-v4和ResNet-152两种模型相比，准确率分别提高1.58%和3.26%，模型大小分别降低13%和24%，表明SPP-Net-Inception-v4模型在降低模型规模的基础上，提高了柑橘树冠层施药沉积量分类的准确率，可为精准农业航空中无人机植保技术的进一步发展提供参考。     

采摘期成熟棉花不同部位颜色识别分析

为正确识别自然环境中处于采摘期的成熟棉花，确定其在三维空间中的准确位置，从而为机械手运动提供参数完成棉桃的自动采摘，研究了基于色差信息的棉花识别方法。对200幅自然环境下拍摄的图像在不同的颜色模型下，分析了棉花不同部分颜色的特征，利用成熟期棉桃表面颜色特征与棉叶、棉枝颜色特征的差异，建立了利用色差信息进行识别的视觉模型，将成熟棉桃从背景中识别出来。试验结果表明，该方法具有对棉花进行识别的良好性能，而且不需要模型转化，提高了识别效率。     

不同生长状态下多目标番茄图像的自动分割方法

将自然生长状态下的成熟果实从复杂背景中识别出来并确定其空间位置，是实现果实采摘作业智能化的基础。该文针对在自然光照条件下多个番茄自然生长状态为相互分离、靠拢或重叠以及被枝叶部分遮挡的情况，研究了一种成熟番茄图像的自动分割方法。该方法利用RGB颜色空间下番茄图像中目标与背景的(R-G)灰度值存在明显差异的特点，首先使用Otsu法对番茄的RGB彩色图像的色差灰度图像(R-G)进行动态阈值分割,然后对番茄的R分量灰度图像应用基于形态重建的受控标记分水岭算法搜索靠拢或重叠番茄的分界线，最后对前面两次运算的结果作交集运算得到最终分割的二值图像，将番茄从背景中分割出来。通过100幅番茄图像进行试验表明，该方法不仅能对自然光照条件下不同生长状态的多目标番茄图像进行有效分割，而且对番茄的成熟度及品种差异也具有很好的鲁棒性。     

红壤对铝锰离子的吸附特征 Ⅳ.铝锰交换钙钾离子的化学现象

铝、锰离子与钙或钾质固相之间的交换吸附也出现非等当量交换和非电性吸附,而钙、钾离子对交换反应则为电性吸附;非电性吸附量决定于固相表面的场强,也与离子的水解性质和价数有关,其中以铝离子在砖红壤、红壤中的非电性吸附最为强烈;从能量角度综合说明了k、K、1/ n 与ΔF的联系,铝离子的交换吸附具有最大的k、K和最小的1/ n,ΔF为负值;从热力学进一步证论了红壤铝质化的机理,在自然条件下红壤酸化应是一个连续的自发和不可逆过程。     

利用土壤切片的数字图像定量评价土壤孔隙变异度和复杂度

研究结果表明 :利用土壤切片的数字图像 ,以孔隙周长和面积为基础数据 ,可以定量评价小尺度上的孔隙变异度 ,也可以对孔隙复杂度进行研究 ;土壤孔隙在mm尺度上也具有较高的变异度和复杂度 ;粒径 1～ 3mm和粒径 <2cm的重组土壤的孔隙在 2D空间多呈现网络状 ,而原状土壤的孔隙则多呈不规则的枝状或椭圆状 ;不同处理及不同土壤类型之间在孔隙周长、孔隙度以及孔隙变异度和复杂度方面存在不同程度的差异。     

基于SPOT5多光谱影像和近期航摄影像的土地利用动态监测方法研究

在国内外土地利用动态监测研究与应用中,受遥感影像分辨率的限制,能满足较大比例尺的土地利用动态遥感监测的还较少.该文以浙江省宁波市鄞州区区域内一块试验区为例,利用SPOT5多光谱影像,结合近期航片,通过特征变异法,进行1∶1万土地利用动态遥感监测.试验结果表明,应用航片与卫片融合的新方法,进行土地利用动态监测是可行的.     

基于模糊层次分析法的生物燃气产业竞争力评价模型及应用

随着中国能源需求的不断增长和环境保护的日益加强,生物燃气产业越来越受重视,对产业竞争力进行评价以了解地区生物燃气产业发展水平成为急需解决的问题。该文从规模、经济、技术、管理、可持续发展5个方面选择了22个指标,构建了生物燃气产业竞争力评价指标体系。基于层次分析法和模糊综合评判法,提出了生物燃气产业竞争力评价模型,并应用于北京市生物燃气产业竞争力评价。评价结果表明:规模竞争力在差的隶属度综合得分是0.49,制约因素主要是从业人员人数及气体总消费量。经济竞争力指标在中的隶属度综合评分是0.65,制约因素主要是农民增收情况。技术竞争力指标在良的隶属度综合评分是0.54,制约因素主要是人才吸引力情况。管理竞争力指标在中的隶属度综合得分是0.54,制约因素主要有运营管理模式及技术安全管理水平。可持续发展竞争力指标在优的隶属度综合得分是0.51。北京市生物燃气产业竞争力属于中等水平,在废弃物资源化利用能力以及污染物减排方面具有明显优势,在科研投入、技术装备方面具有较高水平,在管理水平、经济效益、产业规模方面等方面处于中等或较差水平,需要进行完善和提升。模型很好的表征了北京市生物燃气产业的现状,研究结果可为北京市生物燃气产业发展提供依据。     

红壤丘陵区水土流失过程及综合治理技术

根据试验结果 ,分析了红壤丘陵区水土流失和养分损失的过程和动态变化以及在不同耕作轮作措施下的变异特征 ,提出了水土流失区综合治理的技术措施。东南红壤丘陵区水土流失的面积约占土地总面积的 2 1.5 %。水土流失量的年际间差异非常大 ,达 18～ 2 0倍 ,季节间的变化则主要受降雨分布、植被覆盖及人为活动的影响 ,保护性耕作可以明显减少水土流失和养分损失量。采用综合治理技术 ,创造合适的水分和养分条件 ,是快速恢复水土流失区的植被和土壤肥力的有效措施。     

红壤对铝锰离子的吸附特征 Ⅲ.铝锰离子对的交换吸附

对具有水解性质的铝、锰离子对交换吸附研究的结果是 ,两种离子既表现了离子交换的一般化学行为 ,又有明显的非等当量交换和非电性吸附的特征 ;非等当量交换和非电性吸附受制于固相的表面性质、离子对的相对交换能力和离子的加入量 ;对非电性吸附的有关参数k、K、1/n、r和ΔF进行了表述 ;根据铝离子交换锰离子的ΔF ,从热力学论证了红壤对铝离子的吸附是自发和不可逆的并趋向稳态的自然过程