基于模糊c均值聚类法的玉米农田管理分区研究

为提高大面积农田作物管理的精确性，以甘肃黄羊河农场玉米膜下滴灌示范区为研究对象，对大面积农田进行管理分区研究。综合考虑地形属性（高程、坡度、坡向）、土壤质地（砂粒、粘粒、粉粒含量）、土壤含水率（SWC）、速效氮含量（AN）、电导率（EC1:5）以及玉米产量，根据相关性分析结果筛选产量主控因子，使用主成分分析得到3个主成分作为分区依据，进而使用模糊c均值聚类法（Fuzzy c-means algorithm, FCM）进行管理区划分，以模糊性能指数和归一化分类熵作为最佳分区数的评判依据，分析管理分区后各分区间的差异。结果表明：玉米产量的主控因子分别为土壤粉粒含量、土壤砂粒含量、SWC、AN、EC1∶5和高程，使用模糊c均值聚类法进行聚类分区得到最优分区数为3个。管理区之间各主控因子呈现极显著差异性（P<0.01），且生育期内作物株高、叶面积指数（LAI）和SWC在不同分区中也有明显差异；同时，分区内的各因子变异性均有不同程度的下降。研究结果说明，农田分区管理可以依据不同分区特点制定管理策略，为“精准农业”的实施提供理论基础。     

基于主成分分析和模糊聚类的云南省农业节水分区

缺水是制约云南省可持续发展的主要影响因素之一,大力发展农业节水是实现云南省社会经济可持续发展的基础,为保障云南省农业节水的科学发展,对云南省农业节水进行分区研究.以县市区作为分区单元,根据云南129个县市区的自然环境条件、社会发展状况、经济承受能力和水资源条件等因素,选取6个一级指标和20个二级指标,采用主成分分析法确...     

基于模糊聚类的农田对象分类

利用图像分析技术对农田对象进行分类,识别农田中不同植物和不同湿度土壤,为定点变量作业提供依据。首先,针对农田各类对象包含颜色信息的不同,采用不同因子实现农田图像的灰度化;然后,利用3种灰度图像对绿色植物、蓝色天空和褐色土壤的识别优势,分析比较阈值法和K均值聚类方法并实现了图像分割;最后,利用模糊聚类法对绿色植物和不同湿度的土壤进一步实现分类。实验结果表明,利用K均值聚类法对绿色植物的平均识别率可达92.5%,对不同湿度的3类土壤的平均识别率达95.6%。因此,本研究能够准确分割和识别不同类型的植物与土壤,为农田对象的识别提供了基础。     

基于粗糙集和模糊聚类的农机化水平评价方法

为科学评价农业机械化发展水平,在建立农业机械化发展水平评价指标体系的基础上,利用模糊聚类方法,在不同置信水平上对由评价对象组成的论域进行分类,同时结合粗糙集理论中的知识熵来确定各指标的权重。该方法从统计数据出发,避免了主观因素对评价结果的影响,使评价结果具有相对客观性。实例表明,评价结果与实际情况基本一致,为评价农业机械化发展水平提供了一种新方法。     

基于模糊-动态聚类法的新疆苇水区划探讨

农业节水区划是农业水资源高效利用规划和实施的重要依据.根据新疆地理位置、地貌形态、气候特征、缺水程度、灌区类型等指标组成农业节水区划的分区指标体系.采用模糊-动态聚类法进行节水灌溉分区,将新疆的节水灌工程划分为两级区,4个一级区和10个二级区,作为指导各个灌区节水灌溉实施的参考.     

基于时序分析与模糊聚类的变速箱齿轮故障识别

通过对LC5T81变速箱疲劳寿命台架试验采集的齿轮运行状态振动信号进行时间序列分析和特征向量提取，并采用模糊聚类分析方法确定变速箱齿轮运行状态特征向量样本的亲疏关系，实现了对变速箱齿轮的跑合运行状态、磨损运行状态和故障运行状态的识别与诊断。验证表明，基于时间序列分析与模糊聚类分析相结合的故障识别方法能够有效地识别出变速箱齿轮运行状态。     

变速箱齿轮故障的模糊聚类诊断法

在对变速箱齿轮振动信号提取特征参数向量的基础上建立运行状态样本 ,通过模糊聚类的方法对特征参数向量进行分析 ,进而将待诊断信号的特征参数向量根据运行状态样本分类而达到诊断的目的。该方法能有效识别正常运行状态与故障状态     

基于K-均值聚类算法的汽车行驶工况构建

基于汽车实际运行载荷数据,对速度时间序列异常数据进行预处理并进行片段划分,构造表征运行片段特征的参数.采用主成分分析方法进行参数降维,通过K-means聚类算法对运行片段进行分类.基于马尔科夫链原理确定工况间的顺序关系,最终结合怠速时间特征与各工况总时间比例确定汽车行驶工况.结果表明,通过特征参数相对误差检验及速度-加...     

基于图像处理和模糊聚类方法的黄瓜霜霉病识别研究

综合运用图像处理和模糊识别技术,以黄瓜病害为研究对象,进行黄瓜霜霉病自动识别的试验研究。在自然光条件下拍摄黄瓜叶片图像作为实验数据,为减少干扰因素对病害特征的不利影响,对原始图像做预处理,并把病斑分离出来;在农业植保专家的指导下,分析了黄瓜霜霉病病害的典型特征,从病斑形状、纹理和颜色三方面提取了16个特征参数;对黄瓜霜霉病叶片图像进行有监督的样本训练,得到黄瓜霜霉病害的标准特征模式,再对待测样本进行模糊聚类测试,平均识别准确率为95.28%。试验结果表明,该方法对于黄瓜霜霉病的识别效果较好。     

基于模糊聚类的黄瓜病害图像自动分割

提出了一种基于模糊聚类的黄瓜病害图像自动分割方法,模糊聚类与差分进化算法相结合,在进化过程中根据聚类中心对应的阈值确定模糊聚类中心的个数,由差分进化适应度函数值确定聚类中心是否被选中,以此实现图像的模糊聚类自动分割。经黄瓜炭疽病叶图像、白粉病叶图像、灰霉病叶图像和霜霉病叶图像的实验测试,该方法可以实现无人干预情况下的黄瓜病害图像自动分割,与相同类别个数的FCM算法相比,表现出了更好的性能。     

基于PLS的土壤养分与小麦产量空间相关关系研究

根据小汤山国家精准农业示范基地土壤采样结果,对全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、有效铁等8种营养元素与2001～2006年小麦产量之间的空间相关关系进行了研究。结果表明:土壤养分之间存在互作关系,即多重共线性关系,利用简单相关很难判断作物产量与土壤各个养分之间真实的相关关系;利用偏最小二乘回归(PLS)提取的前2个主成分可解释约30%的因变量方差,约占所有主成分能够解释部分的96%;对于该试验地而言,氮、磷、钾3元素中,有效磷对产量发挥了更加重要的作用;微量元素中,有效锌对小麦产量影响最大,说明该试验地在施用传统的氮、磷、钾肥的同时,增施有效锌将会对小麦增产产生积极的作用。基于PLS方法建立了土壤养分与小麦产量之间的回归模型。     

川中丘陵区农业水资源高效利用综合分区

基于＂水-水文循环-生态环境变化＂这一关键性农业生态系统环境要素,结合水的资源属性和水资源的高效利用内涵以及生产力水平、土地利用方式、种植结构、种植模式等几方面,选取构建川中丘陵区农业水资源高效利用综合分区指标体系（16个定量指标、4个定性指标）,采用主成分分析和模糊C-均值聚类算法为区划方法,对川中丘陵区进行量化分区...     

基于模糊聚类的玉米大斑病害图像的分割技术

通过颜色空间的转换,将RGB颜色空间转化为HSI颜色空间,在色度H空间对玉米大斑病图像进行分割。应用模糊聚类分析的方法,确定了图像分割的阈值。对186幅玉米大斑病图像进行分割试验,分割的准确率为97．8％。分析表明,准确的病害图像分割可以为病害的特征值提取和病害的模式识别做好准备。     

基于BP神经网络的土壤养分综合评价模型

以土壤养分指标体系作为神经网络的输入,以土壤养分等级评分作为输出,基于BP神经网络,建立了具有5个隐含层节点、3层网络的土壤养分综合评价模型;以土壤养分指标的各级评价标准作为模型的训练样本和检验样本,利用Matlab软件对BP神经网络进行训练和检验,并对安塞县土壤养分进行综合评价.结果表明BP神经网络对检验样本的模拟输出和期望输出是一致的;对安塞县土壤养分综合评价结果与模糊模式识别、主成分分析结果也是完全一致的.     

基于GIS的精确农业合理采样与施肥间距研究

在GIS软件平台下对采样点进行行列删减,人为减小采样密度,运用地统计学方法制作养分分布图,并与原始采样方案进行形状和面积对比,选取合理的删减方案作为土壤养分的合理采样方案.碱解氮、速效磷和速效钾的合理采样间距分别为64 m×51 m、32 m×76 m和32 m×25 m.为综合考虑多种养分,提出3条综合采样测土原则.提出了调整施肥间距的实现方法,自动变量施肥宜采用"大网格采样、小网格施肥",手动变量施肥则宜采用"小网格采样、大网格施肥".试验表明提出的方法实现了定性与定量相结合来研究土壤采样间距.     

基于ZigBee的播种行表层土壤坚实度采集系统 *

针对目前播种行表层土壤坚实度的获取需人工二次进地测量、实时性差等问题,设计了基于Zig Bee技术的播种行表层土壤坚实度采集系统。该系统利用传感器测量镇压轮轮辐伸缩量,建立了镇压轮轮辐伸缩量与土壤坚实度之间的数学模型;选用CC2530主控芯片实现模块控制、数据无线传输的功能。子节点主控芯片CC2530与传感器相连,将传感器的测量数据发送给主节点;主节点接收子节点和车速传感器数据;根据数学模型实现土壤坚实度的测量。为评估系统性能,进行田间试验,结果表明:通过对比系统得到的土壤坚实度与人工测量坚实度,发现二者之间的相对误差平均值为6.3%,相对误差最大值为13.3%。该系统能够实现播种行表层土壤坚实度信息的实时采集和无线传输,可为镇压力的实时调整提供技术支撑。     

农作物缺素症状诊断的正则化模糊神经网络模型

针对农作物冠层图像颜色特征与缺素症状之间的模糊性和不确定性,利用模糊逻辑能够完整地表达领域推理规则和神经网络的自适应性,提出一种正则化的自适应模糊神经网络作为作物营养诊断分类决策模型。该模型能充分利用专家先验知识给出的"if-then"规则,完善网络的推理结构,并给出了网络规则层节点的自适应选取方法和相应的反向传播学习算法。通过对大豆缺素症状诊断试验表明,该模型速度快且稳定,精度接近100%,具有良好的适应性和实用性。     

基于模糊控制的水肥药一体化系统研究

为了提高目前水肥药一体化系统的自动化程度,设计了一种智能水肥药一体化系统;针对系统混肥精度不高的问题,设计了适用于营养液混合的模糊控制器,并利用Lab VIEW完成整个系统应用软件的开发。该系统不但能够实现独立灌溉、灌溉施肥一体化、灌溉施药一体化及水肥药一体化,而且还具备控制指令输入、系统工作监控和系统信息查询的功能。