农村社区动态交互式三维虚拟漫游系统的实现

为了提高农村社区规划建设的可视化宣传效果,为用户提供直观的操作工具辅助实现农村社区规划建设信息的管理,提出了一种基于虚拟建模现实语言(VRML)的农村社区动态交互三维虚拟漫游系统的实现方法.在本方法中,农村社区三维虚拟场景是通过社区布局VRML建模、社区纹理数据和层次化数字高程模型(DEM)数据的VRML表达两个过程建立;通过将社区中建筑物、树木等对象实体设置为具有三维坐标和属性集的锚点,并利用Java与虚拟现实建模语言对锚点的操作实现空间定位、距离分析、三维虚拟场景属性和空间位置查询等实时动态交互过程.该方法已经在北京房山八十亩地村网络虚拟漫游系统的实现中得到应用,应用效果表明系统仅需在带宽100 kB网络条件下即可快速响应用户的各种操作请求,适合在大都市周边农村地区大规模推广应用.     

基于t分布函数的玉米群体三维模型构建方法

为利用少量实测数据快速构建能够反映因品种、环境条件、栽培管理措施等因素产生形态结构差异的玉米群体三维模型,提出基于t分布函数的玉米群体三维模型构建方法。通过实测数据构建主要株型参数的t分布函数,在其约束下生成群体内各植株主要株型参数,通过构造株型参数相似性度量函数调用玉米器官三维模板资源库中的器官几何模板,结合人工交互或图像提取的各植株生长位置与植株方位平面角2组群体结构信息生成玉米群体几何模型。利用三维数字化仪获取的玉米群体田间原位三维数字化数据所构建玉米群体计算得到的LAI与该方法构建玉米群体计算得到的LAI进行对比验证,结果表明:该方法所生成玉米群体叶面积指数与原位三维数字化数据所构建玉米群体计算得到的LAI相比,误差在±2%以内,可以满足面向可视化计算的玉米结构功能分析研究需求。方法可为玉米株型优化设计、耐密性鉴定、品种适应性评价等虚拟试验研究提供技术手段。     

基于Visual Basic的OpenGL三维图形开发环境的构建及其应用

本文简要介绍了OpenGI。的工作原理和工作流程,在深入分析了VB环境中直接调用动态链接库中的函数、使用WaiteGL.OCX控件、使用Vbogl．tlb类型库的三种方法来调用OpenGL函数,得出使用．tlb类型库构建的三维图形环境速度快、运行稳定且功能强大。在类型库的基础上设计了三维图形绘制环境。文中给出了构建三维环境的具体步骤和方法,应用此环境得到了一些具体的生动实例。对于爱好三维图形的编程人员,在此环境中可以简单方便地实现图形的绘制。     

基于模糊Tsallis熵和混沌蛙跳算法的快速红外目标分割

针对红外图像的模糊性和非广延性,提出一种基于模糊Tsallis熵的快速阈值分割方法。先用模糊隶属度函数把图像灰度直方图转换到模糊域,分别定义图像背景与目标的模糊Tsallis熵,并根据不可加熵的伪叠加原理求出图像总熵。在参数寻优过程中,提出一种基于Logistic映射的混沌蛙跳优化算法,根据最大熵原理对模糊隶属度函数进行参数优化,进而得到图像的最佳分割阈值。与典型的阈值法进行对比试验,结果证实了该方法的有效性和鲁棒性。     

海量农业科学数据存储体系架构与方法研究

为了解决应用传统数据库架构存储和管理分散而海量的农业数据存储能力不足和管理困难的问题,在Hadoop框架下研究了面向海量农业数据的分布式计算与存储技术,提出了基于Hadoop的相邻区域边缘化存储和混合式索引分布与检索技术。测试和实验结果证明,应用这种技术所构建的分布式存储系统,能很好地实现对海量农业数据的存储和管理。     

作物根系构型三维探测与重建方法研究进展

根系是作物获取水分和养分的重要器官,由于土壤的观测阻碍,根系三维形态的认知与表达成为作物根系深入研究的瓶颈。三维数字化、可视化是研究和认知作物形态结构的重要方法,研究具有表征根系长相长势及土壤中水分、养分等物质对作物根系构型的影响具有重要意义。本文从三维角度,综述了近年来作物根系构型探测手段、三维重构与可视化方面的研究进展。首先从破坏性探测与原位探测两方面介绍了近年来根系构型三维探测的方法。破坏性探测主要包括直接挖掘法、土块保护挖掘清洗法和平板扫描图像分析法,破坏性探测方法在获取全局或局部根系拓扑结构与平面几何构型参数方面具有较大优势;原位探测方法主要包括土壤中安置观察装置法、地面穿透雷达法、特殊培养环境法、CCD相机法、三维数字化方法及穿透射线成像法等,作物根系的原位探测保持了根系构型的空间分布信息,但大部分方法仅能针对作物生长初期或可控生长环境下的作物根系开展数据获取。由于作物根系探测数据大多以局部二维图像形式存在,文章综述了基于二维图像的作物根系平面几何构型解析的相关内容,包括基于二维图像的根系识别与参数提取的算法与相关软件。分析表明,目前作物根系数据获取仍存在:(1)数据获取费时费力;(2)方法局限性大;(3)数据完整性低;(4)各种方法所获取数据融合应用度低等问题。在根系探测的基础上,从三维建模与生长建模两方面介绍了作物根系三维建模与可视化方面的相关工作。其中,根系三维建模包括了基于模拟算法的几何建模和基于原位探测的三维重建两部分,基于模拟算法的几何建模是在人们对作物根系认识的基础上,结合计算机模拟算法,构建与实际根系具有形态相似性的根系三维几何模型;与之相比,基于原位探测的三维重建更能真实地反映作物根系的实际形态,其主要包括XCT、三维数字化等方法。最后,文章展望了数据缺失条件下的作物根系三维重建研究,认为在目前技术手段前提下,已可实现根系拓扑结构三维解析,但根系的空间分布重建难度较大,尤其是在大田环境下作物根系原位测量的前提下;此外,目前作物根系三维数据主要存在着数据缺失、各种数据各为己用等问题,认为有必要将小子样理论与数据融合相关方法引入到作物根系三维重建研究,实现缺失数据条件下有效利用多种数据获取手段的作物根系三维重建。     

面向物联网的农业信息资源监控平台技术研究

针对农业物联网中信息资源不易管理与分析、无法有效进行资源监控与追溯的问题,提出了一种 面向物联网的农业信息资源监控平台建设的方案,结合SQL Sever 数据管理与监控功能,引入计算机图形学的 方法和基于Web 的监控组件技术,设计和实现了农业信息资源监控平台。平台具有实时监控数据采集、自主 性数据传输和图形化信息展示等功能,应用结果表明,该平台能够有效地集成到农业物联网运营过程中,实现 了对物联网中数据资源的监控与展示。     

黄河三角洲自然保护区土地利用格局空间优化模拟

空间优化模型能够实现多管理目标下的土地利用格局空间优化,为管理者制定保护政策提供参考。该文以黄河三角洲自然保护区为研究区域,基于保护区的多目标管理需求,设计了3种用于协调丹顶鹤生境保护和社区可持续发展的情景模式,并采用土地利用空间优化(land use pattern optimization,LUPO)模型,模拟实现了不同情景模式下的保护区土地利用格局空间优化配置。模拟结果表明:情景A通过将光滩和芦苇滩等转为丹顶鹤喜好的翅碱蓬滩涂和柽柳-翅碱蓬滩涂,实现使丹顶鹤适宜生境面积增加30%的生态效益目标,但年经济收益增幅仅为11%;情景B通过将农田、芦苇滩和光滩等转为年经济效益更高的虾池,使区域年经济效益增长54%,但丹顶鹤适宜生境面积变化较小,生境更为破碎化;情景C通过将光滩等转为翅碱蓬滩涂,将农田等转为虾池,分别使丹顶鹤适宜生境面积增加24%和区域年经济效益增长41.3%,是一种双赢方案。研究结果表明,该模型可用于保护区土地利用格局空间优化,协调物种保护和经济发展之间的平衡关系,但需对模型结构和参数进一步优化设计。     

优化支持向量机在鲜切生菜加工HACCP分类中的应用

该文介绍了一种基于支持向量机模型解决鲜切生菜加工HACCP（hazard analysis and critical control point）关键控制点智能发现的方法。在通用支持向量机模型进行鲜切生菜加工关键控制点的发现试验中,依靠人工经验选取支持向量机（support vector machine,SVM）核函数参数,识别关键控制点准确率波动较大。该文利用遗传算法优化支持向量机核函数参数的选取,构建了一种基于遗传算法的支持向量机（GA-SVM）模型,应用该模型在鲜切生菜生产关键控制点的发现试验中获得了87.5%的识别率,比传统方法稳定性更高。该方法对其他HACCP关键控制点的智能发现具有很好的借鉴意义。