基于图像处理的小麦叶绿素估测模型研究

基于图像处理对小麦叶绿素进行估测,并指导施肥。利用图像处理技术对5种施氮方式下的大田环境下的小麦进行处理,建立小麦颜色特征与叶绿素值估测模型。对该估测模型进行检验,实际值及估测值达极显著相关,相对误差介于4.1%~13.7%之间。通过图像处理技术及小麦颜色特征可以有效地对小麦群体叶绿素状况进行估计。     

基于改进YOLO v3的自然场景下冬枣果实识别方法

为实现自然场景下冬枣果实的快速、精准识别,考虑到光线变化、枝叶遮挡、果实密集重叠等复杂因素,基于YOLO v3深度卷积神经网络提出了一种基于改进YOLO v3（YOLO v3-SE）的冬枣果实识别方法。YOLO v3-SE模型利用SE Net 的SE Block结构将特征层的特征权重校准为特征权值,强化了有效特征,弱化了低效或无效特征,提高了特征图的表现能力,从而提高了模型识别精度。YOLO v3-SE模型经过训练和比较,选取0.55作为置信度最优阈值用于冬枣果实检测,检测结果准确率P为88.71%、召回率R为83.80%、综合评价指标F为86.19%、平均检测精度为82.01%,与YOLO v3模型相比,F提升了2.38个百分点,mAP提升了4.78个百分点,检测速度无明显差异。为检验改进模型在冬枣园自然场景下的适应性,在光线不足、密集遮挡和冬枣不同成熟期的情况下对冬枣果实图像进行检测,并与YOLO v3模型的检测效果进行对比,结果表明,本文模型召回率提升了2.43~5.08个百分点,F提升了1.75~2.77个百分点,mAP提升了2.38~4.81个百分点,从而验证了本文模型的有效性。     

农机跨区作业紧急调配算法适宜性选择

目前农机跨区紧急作业中供需信息不对称,农机部门缺乏科学合理的紧急调配方案,无法在紧急状况下指导农机进行及时有效的调配。针对上述问题,该文研究了农机跨区作业紧急调配模型和算法。首先分析了多机多任务紧急调配过程,建立了以最小化调配成本和损失为目标的紧急调配模型,提出了基于距离最近优先的多机多任务紧急调配算法(shortest-distance first algorithm,SDFA)和基于贡献度最大优先的多机多任务紧急调配算法(max-ability first algorithm,MAFA),前者是搜索当前距离最近的农田和农机,进行优先分配,后者是搜索当前贡献度最大的农田和农机并进行优先分配。采用该文算法对河北省邯郸市2017年的真实数据以及随机生成的农田和农机实例库进行计算与分析可知,当农机数量充足时,算法MAFA的平均调配成本要比SDFA的平均调配成本降低4.34%。当农机不足时,SDFA的平均损失和平均调配成本要比MAFA的平均损失和平均调配成本分别下降了12.79%和4.11%。进一步验证可知,当农田数量为6时,上述2种算法比笔者之前提出的基于非合作博弈紧急调配算法(non-cooperative game algorithm,NCGA)的平均运算性能均提升25%以上,当农田数量为30时,性能均提升41%。该研究可为农机管理部门紧急调配与决策分析提供科学依据。     

基于多器官特征融合的枣品种识别方法

针对自然场景下的枣品种识别问题,以枣果为研究对象的机器视觉技术已成为枣品种精准识别的主流方法之一。针对枣品种存在类间差异小、类内差异大的问题,提出了一种基于多器官特征融合的枣品种识别方法。首先利用YOLO v3检测算法将采集的自然场景图像中的枣果和叶片器官分割提取,提出了基于笛卡尔乘积构建两器官组合对的枣品种多样本数据集,然后基于EfficientNetV2网络模型,设计了能够充分学习两器官特征相关性的融合策略来提升模型性能,引入了逐步迁移训练方式以提升枣品种识别效率。最后,在构建的包含20个枣品种数据集上进行了大量实验,得到97.04%的识别准确率,明显优于现有研究结果,并且在训练时间和收敛速度上,本方法也有一定提升。结果表明该方法能够有效融合枣品种枣果和叶片器官的特征信息,可为其他品种识别研究提供参考。     

联合收割机多机协同作业路径优化

随着我国土地流转政策的不断推进,种植实现规模化生产和管理,采用多台联合收割机同时进行收获作业,可不仅提高效率,而且对抢种抢收,减少自然灾害的风险,实现颗粒归仓意义重大。但是由于作业路径规划不当,常常发生作业冲突、反而效率降低,成本增加等问题,因此,研究如何规划和优化联合收割机多机无冲突协同作业具有十分重要的理论意义和实用价值。本文以总作业时间和作业时长为综合优化目标,综合考虑联合收割机转弯和作业冲突的情况,提出了联合收割机多机无冲突协同作业路径优化算法(improved genetic algorithm,IGA)。结果表明,与遗传算法(genetic algorithm,GA)相比,IGA优化的矩形农田作业路径总作业时间和作业时长平均分别下降了33.72%、34.00%,IGA优化的梯形农田作业路径总作业时间和作业时长分别下降了29.93%、30.00%,与并排作业相比,IGA优化的矩形农田作业路径总作业时间和作业时长平均分别下降了2.45%、2.29%,IGA优化的梯形农田作业路径总作业时间和作业时长分别下降了2.42%、2.02%。研究结果表明采用IGA进行多联合收割机作业路径优化是可行的,可为联合收割机多机无冲突协同作业路径规划提供参考。     

水肥一体化自动控制系统设计

为了提高农业水肥利用率,设计了水肥一体化自动控制系统。该系统整合了计算机技术、电子信息技术、自动控制技术、传感器技术和施肥技术,实现自动化、精准化灌溉施肥,全面提升农田水肥利用效率,不仅节水、节肥、节能、节省人力,还可大大提高农作物的产量和质量,同时减轻了施肥对环境的污染。以藁城试验田中的小麦和玉米为例,整体可节水22%~47%,小麦增产15%~25%,玉米增产20%~35%,同时节省土地6%~8%,节省用工58%~76%。     

改进的启发式搜索算法求解农机调度问题

针对农村土地流转形成的大规模土地,提出基于轮盘的启发式搜索(Heuristic search based on roulette,HSBOR)算法和基于最小值的启发式搜索(Heuristic search based on minimum,HSBOM)算法,求解跨区域农机调度问题;构建农机调度模型,设计HSBOR和HSBOM算法的核心思想,并通过模拟试验比较HSBOR、HSBOM算法与基于优先级规则的启发式(Heuristic based on priority rules,HBOPR)算法在调度成本、运行效率上的优劣。结果表明,HSBOM算法在调度成本和运行效率上最优。     

中文电子邮件作者的身份判别

电子邮件已成为因特网上最基本、最重要的应用之一。但利用电子邮件进行诈骗、反动宣传等犯罪现象也日益严重。因此采用研究中文电子邮件作者身份挖掘的方法,以识别邮件作者的真实身份,为计算机取证提供依据。通过分析邮件作者的语言特征、结构特征和格式特征,利用支持向量机算法,自动把邮件文档分类到预定的作者类别中,并对有限数据集的试验取得了满意的结果。     

我国棉花黄萎病研究文献计量分析

以1994～2010年《中国期刊全文数据库》作为数据源,采用文献计量学方法对棉花黄萎病研究文献的研究领域、年度载文量、核心作者群、主要产出单位、期刊分布情况进行统计分析,为今后我国棉花黄萎病研究的方向和内容提供参考依据。     

基于CORBA的系务管理信息系统设计

CORBA作为分布式对象系统中间件指定的一个互操作标准，为可移植的、面向对象的分布式应用程序提供了不依赖于平台的编程接口和模型，已在众多领域得到了应用。本文首先介绍了CORBA标准，然后采用此技术对系务管理信息系统进行了分析设计。