基于改进YOLO v5的橙子果实识别方法

针对自然环境下橙子检测存在枝叶遮挡、相邻果实重叠等情况而导致检测效果差的问题，提出一种改进的YOLO v5方法。首先，在主干网络部分使用RepVGG(re-param VGG)模块替换原始C3模块，加强网络对特征信息的提取能力；其次，在颈部网络使用鬼影混洗卷积(ghost-shuffle convolution)代替原有的标准卷积，能够在保证精度的前提下，降低模型参数量；再次，在预测头前加入ECA(efficient channel attention)注意力模块，能够更加准确定位目标信息；最后，引入EIOU(efficient intersection over union)损失函数加速预测框的收敛，提高其回归精度。改进的YOLO v5网络在自然环境下的橙子检测中平均精度达到90.1%,相比于目前热门的检测网络CenterNet、YOLO v3和YOLO v4其在识别效果方面有一定的提升。可见，所提出的改进网络在橙子检测上更有优势，能为今后智能采摘机器人的研发提供理论支撑和技术参考。     

基于Copula 函数的边坡可靠度高效分析方法

将Copula函数与高效蒙特卡洛方法结合,提出了含相关随机变量的边坡可靠度高效分析方法。以两个岩质边坡稳定性问题为例验证了所提方法的有效性。结果表明,该方法相比于直接蒙特卡洛方法在保证边坡失效概率的准确性的同时计算效率更高。Copula函数可以构造出具有不同相关结构的岩土体参数的联合概率分布,与高效蒙特卡洛方法(即蒙特卡洛重要抽样方法和子集模拟)结合能高效地处理含多种相关随机变量的边坡可靠度计算问题,相比于现行的Nataf变换方法结果更能体现岩土边坡真实稳定性。此外,该方法也能高效地计算含有复杂的隐式功能函数的边坡可靠度,研究成果拓展了高效蒙特卡洛方法在边坡可靠度分析中的应用。     

6种苹果砧穗组合抗旱性评价

研究河北农业大学自主选育的5种砧木优系抗旱性差异，为苹果抗旱砧木的选育与利用提供经验，以一年生苹果砧木盆栽苗为试验材料，平邑甜茶做基砧，5种砧木优系为中间砧，冀砧3号为对照，通过自然干旱胁迫处理，测定5种砧木优系的相关生理指标；第2年在不同砧木上嫁接天红2号，在自然条件下进行干旱胁迫处理，测定所嫁接的天红2号叶片相关生理指标，将各项测定指标利用隶属函数法进行综合分析评价。结果表明，6种砧木优系在自然干旱胁迫处理下叶片的蒸腾速率、净光合速率、根系活性等参数呈现下降的趋势，丙二醛含量呈现上升的趋势，其中砧木14-7在干旱胁迫处理下光合参数指标等均最高，综合评价分析认为，砧木优系14-7表现最为抗旱，而砧木优系22-46的抗旱性最弱，综合分析6种砧木，14-7、冀砧3号、15-1的抗旱性较强，10-1、1-8、22-46的抗旱性较弱。     

宁夏鸣翠湖富营养化评价及空间分布特征

为评价宁夏回族自治区鸣翠湖国家湿地公园水体富营养化,2020年9月布点采样设计6个采样点,通过对单因子指数法的利用,并结合以综合污染指数法和富营养化状态指数法,进一步实现了对水质的评价,运用ArcGIS10.2分析了其富营养因子空间分布特征。结果表明:鸣翠湖水体整体达Ⅱ类水质标准;鸣翠湖水体综合污染指数位于0.7~1.0之间,整体水质为“轻污染”级别;鸣翠湖综合营养状态指数位于30~41这一区间之中,为贫营养到中营养状态;鸣翠湖水体富营养指标呈明显的空间异质性。     

中国榛属植物资源培育与利用研究(Ⅰ)——榛种质资源研究

原产中国的榛属植物有8个种和2个变种,约占全世界种数的一半。榛子是传统的木本粮油树种,中国先民自古以来就采集野生榛子食用。中国榛属植物种质资源分布经纬跨度较大(24°31'~51°42'N、85°55'~132°12'E),从"东北—华北山区、秦岭和甘肃南部及河南—华中—云贵高原"呈斜带状,海拔从100~4 000 m都有分布,行政地域范围涉及25个省(自治区、直辖市)。通过地理分布生态适应性研究,建立了榛属植物分布种数与气候因子间的回归方程:Y=11.883-0.051X_1+0.131X_2-0.003X_4-0.004X_5-0.001X_6+0.051X_8。初步提出了榛属植物资源描述与评价体系,开展了榛坚果、花粉形态及雄花序等形态多样性研究,并且在分子水平上对榛属植物遗传多样性和系统进化进行了研究,明确了川榛应该作为一个独立的种,平榛与欧洲榛尽管地理位置较远,但是遗传距离较近,这既说明了平榛和欧洲榛杂交成功的原因,同时也为进一步研究榛树植物地理距离和遗传距离的不一致性提出了新的课题。     

单体仿形棉花打顶机的设计与试验

【目的】解决国内棉花打顶机械化程度低,棉花打顶仍主要以人工打顶和药物控制为主等问题,设计了具有接触式仿形装置、可以调节仿形板质量、可调节仿形板和打顶切割器位置关系的单体仿形棉花打顶机.【方法】对接触式仿形装置进行仿形原理分析和结构设计,运用Design-Expert 8.0软件采用中心组合设计试验,探究仿形板质量、仿形板与切割器水平距离、切割器最大行程对打顶机仿形效果的影响规律,对模型进行响应曲面分析并寻优.【结果】台架试验表明:当仿形板质量为66.00g,仿形板到切割器的水平距离为40.00cm,切割器最大行程为350.00mm时,仿形效果较好,拟合系数C=92.79%.【结论】参照台架试验优化数据制造样机,田间试验表明:打顶率可达88.64%,打顶效果最好.     

利用函数凸性证明不等式

目的不等式在高等数学中的应用非常广泛,地位举足轻重,正确使用不等式可使复杂的数学问题简单化,由于它的应用方法灵活、抽象、逻辑性较强,所以不易掌握。而在不等式的证明中,有些看似复杂的问题,利用函数的凸性可以很轻松地解决。方法从解析定义、几何解释和直观描述性定义3个方面介绍凸函数定义,再揭示凸函数的判定定理和性质,其中重点把握凸函数的Jensen不等式,在前述内容的基础上建立凸函数框架统一证明初等不等式,并推证一些著名不等式。结果通过举例的方式,巧妙地构造凸函数,利用函数凸性加以证明,确实使大部分不等式的证明更加简洁明了。结论在高等数学教学中,利用函数的单调性给出了特殊函数不等式的证明方法,使复杂问题简单化,学生在学习过程中容易接受,并增加学生学习高等数学的积极性。但不等式的证明方法繁多,难度、技巧性都很大,比如导数定义法、拉格朗日中值定理法、幂级数展开法等,把应用这些方法证明不等式和利用函数凸性证明不等式结合起来,相互补充,不断总结归纳,可以拓宽知识面,提升解题能力。     

基于标准化降水蒸散指数的甘肃省干旱时空特征分析

为明确气候变化条件下甘肃省不同时间尺度的干旱特征，选用1951-2015年甘肃省33个气象站点逐日气象数据，计算了不同时间尺度的标准化降水蒸散指数SPEI，同时结合Mann-Kendall突变检验、复小波分析、经验正交函数分解、旋转经验正交函数分解等方法，对甘肃省65 a来干旱时空格局特征进行了分析。结果表明：在年际变化趋势方面，甘肃省干旱情势为由干变湿再变干，近年干旱趋势逐渐加重；四季均呈现由干变湿然后变干的趋势，近年春季变干趋势显著；干旱强度在全省范围内主要为轻旱和中旱等级，并表现为局域性轻旱和全域性中旱。在周期性变化方面，甘肃省的干旱时间周期性强弱依次为39、13、7、22 a尺度，但不同时间尺度表现出了不同的干湿震荡规律。在空间格局方面，甘肃省整体上呈西北部干旱缓解、东南部干旱加剧的趋势；春季干旱加剧最明显，冬季次之，夏季和秋季干湿状况基本相似。按照干旱区域敏感性强弱可将甘肃省分为东南地区东部（Ⅰ区）、西北地区（Ⅱ区）、中部地区（Ⅲ区）和东南地区西部（Ⅳ区），其中Ⅲ区呈干旱缓解趋势，其他地区基本呈干旱加剧的趋势。     

福建省长汀县生态环境建设与经济发展的协调关系研究

以福建省长汀县为研究区域,建立生态和经济发展评价指标体系,基于功效函数模型和协调度模型,运用熵权法和多因素综合评价法,对该区域1985—2015年的生态建设与经济发展的协调状况进行分析。结果表明:1)功效函数模型结果表明,1985—2000年长汀县生态系统协调性呈上升趋势,1995和2000年分别达到中度和高度协调的水平,但2000年以后,生态系统协调性逐渐下降。1985—2015年经济系统协调性持续上升,经济发展协调性较好。2)协调度和协调发展度模型结果表明,长汀县生态与经济协调度在1985—2000年保持持续上升的状态,2001—2015年生态与经济协调度在整体转好的同时,也出现下行波动。3)长汀县生态系统和经济系统还存在人口压力、经济结构不合理、水土流失问题局部反弹等问题,生态环境治理和保护力度还有待加强。     

基于距离相关系数和KNN回归模型的森林蓄积量估测研究

【目的】探究Landsat8 OLI数据和KNN算法在森林蓄积量估测中的潜力。【方法】以湖南省湘潭县为研究区,采用Landsat8 OLI数据和同时期的二类调查数据,通过距离相关系数筛选特征,分别采用线性回归模型(MLR)、K-近邻模型(KNN)、距离加权KNN模型(DW-KNN)和优化欧式KNN模型(FW-KNN)对森林蓄积量进行估测。使用十折交叉方法进行精度检验,对检验结果进行对比分析。【结果】3种KNN模型的估测结果均高于传统的线性模型,并且在3种KNN模型中,FW-KNN算法效果最好,决定系数达到0.69,为3种模型中最高;3种KNN模型中,本研究优化欧氏距离KNN模型的估测精度最高,其均方根误差为30.3%,相比于传统KNN模型的均方根误差降低了5.1%,相比于DW-KNN模型降低了3.3%。【结论】采用DW-KNN蓄积量估测结果明显优于其他两种模型,说明通过特征与蓄积量的相关性优化样本间的距离是一种可行的KNN优化方法。