基于高光谱和参数优化支持向量机的水稻施氮水平分类研究

为探索水稻氮素营养的快速、无损诊断方法以及构建基于高光谱技术的水稻氮素营养状况分类识别模型。本研究以 4种不同施氮水平的“中嘉早 17”水稻分蘖期顶部第三完全展开叶叶片(简称顶三叶)为研究对象，测定各叶片的可见光到近红外波段(350～ 2500 nm)内的光谱数据，对所获取的光谱数据进行平滑处理和归一化处理，以消除噪声及量纲的影响，并采用主成分分析(PCA)的方法进行数据降维至 22维，同时分别选用基于网格搜索算法、粒子群算法和遗传算法优化参数的支持向量机进行水稻氮素营养状况分类识别模型的建立。研究结果表明:1)不同施氮水平下的水稻叶片光谱反射率曲线走势大致相同，但不同施氮水平下 780～ 1 300、1 400～ 1 850及 1 900～ 2500 nm波段光谱反射率存在一定的差别；2)优化参数后的 SVM模型与默认参数下的 SVM模型相比，其训练集与测试集分类识别效果都要优于默认参数下的 SVM模型。其中，以遗传算法优化参数的 SVM模型识别分类效果最佳，训练集和测试集识别准确率分别为 99.375%、98.750%，测试集的4种施氮水平(施氮量从低到高)识别准确率分别为 100%、95%、100%和 100%。结果表明利用高光谱技术能够很好地进行水稻氮素营养状况的定性诊断研究。为快速水稻氮素营养诊断提供了一种新途径，为精确施氮提供了技术支撑和理论依据。     

水稻叶片几何参数无损测量方法研究

【目的】提出实现自然生长状态下的水稻叶片几何形态参数视觉无损测量,为实时监控水稻的生长状况提供准确的数据,也为农学研究者提供新的技术手段。【方法】类似曲线长度细线测量方法,在叶脉上通过手势交互绘制确定一组控制点,插值生成过控制点的3次B样条曲线,调整控制点使得B样条曲线逼近叶脉方式实现水稻叶片长度测量。在叶片最大叶宽处绘制1次B样条曲线实现水稻叶片最大叶宽测量。采用基于4个方向模板运算的距离变换算法对茎叶夹角图像进行骨架信息提取,并利用Hough变换对提取的骨架信息进行直线检测实现茎叶夹角计算。应用BP神经网络、支持向量机回归和随机森林回归算法对样本数据进行训练,以水稻叶片长度、叶片最大宽度作为输入变量对水稻叶面积进行估测。【结果】B样条曲线逼近方式计算的水稻叶长的平均绝对误差和平均相对误差分别为0.523 3 cm和2.33%,叶宽的平均绝对误差和平均相对误差分别为0.055 2 cm和6.66%。Hough变换计算的茎叶夹角平均绝对误差和平均相对误差分别为1.27°和2.46%;通过对金优458和中早35两个不同品种结果对比,相较于其他模型,发现BP神经网络模型对叶面积估测结果的均方根误差、平均绝对误差和平均相对误差分均为最低,其中JY458品种的均方根误差、平均绝对误差及平均相对误差分别为1.189 2 cm2、1.061 cm2和4.95%,ZZ35品种的均方根误差、平均绝对误差及平均相对误差分别为1.143 1 cm2、0.959 5 cm2和4.85%。【结论】从图像采集到测量操作过程都不与被测叶片器官进行接触,真正意义上实现了对水稻叶片几何形态参数的无损测量,且操作便捷,测量精度高,误差小,完全能够满足农学研究的需求,为其他植物器官的几何形态参数无损测量提供了一种新的普适方法。     

如何选购农业机械、配件及农机产品出现质量问题如何投诉

随着农村经济的发展,农民对农业机械的需求量逐渐增大,农机市场日益繁荣,农机产品的质量问题也随之显现出来,怎样选购农机产品成了农民的一大难题。下面简单谈谈如何购买农机产品及农机产品出现质量问题如何投诉:一、购买农机产品“三要、三不要”一要明确要求,货比三家,综合考虑产品价格、质量和服务,不要听信一面之词。切记:在购买农机、尤其是价格昂贵的大、中型农机产品时,最好是到现场观看所需购买的农机产品的作业状况。二要必须索取“一票”“两证”“一书”,即购机发货票、产品合格证和三包凭证、产品使用说明书。按照国家六部委印…     

基于高光谱的水稻叶片氮素营养诊断研究

为快速、准确地实现水稻氮素营养诊断,以中嘉早17水稻为试验对象,设置4种施氮水平的水稻栽培试验,利用便携式地物波谱仪获取240组水稻分蘖期顶三叶在350~2 500 nm的光谱数据。随机将样本划分为训练集(160个样本)和测试集(80个样本)。首先,通过多元散射校正(MSC)、变量标准化校正(SNV)、平滑算法(SG)3种方法分别对原始光谱进行预处理;然后,采用主成分分析(PCA)和连续投影算法(SPA)对预处理后的光谱进行特征降维,选取累积贡献率超过99.98%的前24个主成分作为模型的输入变量,对于经过MSC、SNV和SG处理后的光谱数据,还分别筛选出12、15、19个特征波长;最后,应用支持向量机(SVM)基于上述处理分别建立水稻氮素营养诊断模型。结果表明,采用MSC-PCA-SVM模型进行水稻氮素营养诊断的识别准确率最高,其在训练集和预测集上的准确率分别达99.38%和97.50%。     

水稻氮素营养诊断方法研究进展

目前水稻氮素营养诊断方法主要有外观诊断、化学诊断与现代氮素营养诊断。外观诊断包括颜色诊断和长势长相诊断;化学诊断包括全氮诊断和硝酸盐诊断;现代氮素营养诊断包括叶绿素仪测量、机器视觉和高光谱遥感。本文对各诊断方法及近来年相关应用成果进行阐述,同时分析了各技术方法的优缺点,以为研究学者提供参考与思路。     

基于遗传算法优化的BP神经网络进行水稻氮素营养诊断

应用遗传算法优化BP神经网络进行水稻氮素营养诊断，为水稻的合理施氮提供理论指导。水稻田间试验供试品种为‘两优培九’，设置4个施氮水平（0、210、300、390 kg·hm-2）。在水稻幼穗分化期，扫描获取水稻顶部第三完全展开叶图像，并通过图像处理技术获取19维水稻图像中的颜色和几何形态特征，采用归一化处理、离散小波变换及主成分分析对原始数据进行预处理，并应用遗传算法优化的BP神经网络进行水稻氮素营养诊断。该方法建立的水稻氮素营养诊断模型较单一BP神经网络模型和传统遗传算法优化BP神经网络模型好，模型测试所得4个施氮水平的平均识别率分别为100.000%、99.000%、97.000%、100.000%，测试集样本平均总识别率达到99.000%。基于遗传算法优化的BP神经网络所建立的水稻氮素营养诊断模型具有较强的学习能力和泛化能力，能够很好地识别出水稻氮素营养的缺失，表明运用该方法能够很好地进行水稻氮素营养诊断识别。     

园林工程教学改革探讨——以土方工程章节为例

"土方工程"是园林工程课程的基础内容之一。该文分析了土方工程在园林工程中的教学难点,阐述了对教学内容进行改革的必要性。从优化理论教学内容、采用多种教学方法、改进实验教学等方面对土方工程教学进行改革与探索,突破传统教学模式,充分调动学生的积极性和主动性,取得了明显的教学效果,并从提高学生的计算机辅助设计能力和工程施工能力2个方面对今后教学改革发展方向提出建议。     

北方滨海地区乡土野生盐碱植物资源调查及分析

通过对潍坊滨海盐碱地区内乡土野生盐碱植物资源种类进行调查分析,总共获取82种植物,隶属34科69属,其中弱耐盐碱植物40种,约占总数的48.78%;中度耐盐碱植物23种,约占总数的28.05%;强耐盐碱植物19种,约占总数的23.17%。从生态习性、生境条件、耐盐碱程度、生态及绿化价值角度综合评定,植物重要值较高的有32种,约占总数的39.02%,乔灌草各有分布,其比例为1∶2∶5,表明盐碱地植物待开发潜力较大,在此基础上对乡土野生盐碱植物资源的保护、开发利用进行分析并提出建议,以期为滨海地区生态环境构建提供参考依据。     

潍坊市城市道路绿化配置特点分析

对潍坊市景观型城市道路＂北海路＂绿化的植物种类及配置模式进行了调查与分析,结果显示：北海路绿化植物种类约有60多种,隶属53科58属,应用形式丰富多样;景观规划遵循适用性和安全性原则,以生态廊道的形式连通城市绿地系统;植物配置为乔、灌、草结合的复合型结构,乔木比例较大,灌木和观赏花木较少。对潍坊市道路景观绿化的进一步发展提出了建议。     

基于B样条曲线的水稻叶片几何参数测量系统

基于B样条曲线的水稻叶片几何参数测量系统能无损、精确获取水稻叶片几何参数,可为农学研究提供精准数据。该研究分析了B样条曲线拟合基本原理,采用1次B样条曲线获取水稻最大叶宽,基于3次B样条曲线交互绘制手势轨迹曲线逼近叶脉获取水稻叶长,控制点数量和位置可人工干预,实现轨迹曲线实时调整。运用变异系数和均方根误差评价测量结果,结果显示,叶长变异系数为2.4%,叶宽变异系数为5.4%,均小于15%,测量结果精度较高;建立系统预测值和实测值线性回归拟合模型,水稻叶长均方根误差为1.534 0 cm,叶宽均方根误差为0.101 9 cm,系统预测能力较好。利用B样条曲线测量叶片几何参数,前期图像获取简便,能够真正实现便捷、无损、准确获取水稻叶长、叶宽,为水稻叶片几何参数的测定提供了一种新的测量方法,可满足农业科学研究基本需要。