种猪体重三维预估模型的研究

在利用图像处理技术实时预估活体猪体重中，选用的预估模型对能否获得较好精准性至关重要，同时也影响图像处理算法实现的复杂性、稳定性及高效性。该文在充分考虑猪的体形特点及其与猪体重影响因素的基础上，将猪体的头部和躯干分别近似为圆锥体和圆柱体，以此建立种猪体重的三维预估模型。经与实测数据比对，表明该预估模型具有较好的准确性，为实现猪体重的无损测量提供了一种新的方法。     

基于计算机视觉技术估算种猪体重的应用研究

为了解决在种猪体重测量中传统方法所遇见的问题,该研究初步探讨了一种新方法,即把计算机视觉技术应用到种猪饲养管理中,通过数字图像分析技术,测量和计算种猪的投影面积,并分析其与体重的相关性,为种猪体重测量提供了新的依据。结果显示去除头部和尾部后剩余身体部分的投影面积和体重的相关性极大,相关系数可达到0.94,再与人工测量的结果进行对比,相对误差不超过2.8%。试验证实了利用这种无接触的方法来估测种猪的体重,可以减少人力物力,避免由于猪的应激反应而给生产带来的损失,在种猪的科学饲养管理中具有实用意义。     

考虑抗性消声器结构参数的传递损失预估模型

利用二维解析方法研究两腔抗性消声器的声学性能。通过正交试验设计分析消声器进出口管半径、扩张腔半径、隔板通孔半径以及隔板位置结构参数影响消声器传递损失的主次关系,进而基于均匀设计的试验数据经回归分析获得了两腔抗性消声器传递损失预估模型。结果表明,在1000～3000 Hz中频段内,对传递损失影响最大是扩张腔的半径,其次是隔板通孔的半径、隔板位置,最后是进、出口管的半径;该文建立的传递损失预估模型可根据消声器结构参数准确预估抗性消声器的传递损失,能直接反映消声器传递损失与结构参数的关系。该研究为快速优化设计消声器提供了参考。     

种猪的繁殖障碍及防治

详细介绍种猪的繁殖障碍产生的原因和具体的防治措施,提出应做好种猪的选种育种、饲养管理和预防接种等工作,以减少种猪繁殖障碍的发生。     

种猪生产性能测定系统开发与性能测试

为开展种猪生产性能的智能化、自动化测定及开展种猪采食行为学研究,该研究设计了一种集自动识别、体质量感知、采食行为数据自动采集、数据分析与处理于一体的种猪生产性能智能测定系统。该系统主要由猪只耳标识别模块、精准下料控制模块、料槽及猪只个体称质量模块、现场数据通讯模块及远程中央控制模块组成。系统机械部分主要包括饲喂站的竖直侧墙、称质量平台、活动挡板、下料机构、料仓、控制盒、出料口开关及耳标识读器等组成。电路控制系统包括微处理器(LPC1766,内核为ARM Cortex-M3内核的微控制器)、RS232读卡器接口、数据存储芯片(预设存储256 KB数据)、看门狗电路、称质量电路、外围驱动电路、JTAG接口电路及稳压电源电路。系统性能测试结果表明:1)测量精度如下:饲喂下料没有范围限制,取决于喂料仓的储料状态,单次下料量及动态误差为93±2g;猪只体质量秤量程为0~200 kg,计量精度为10 g,称量动态误差占猪只体质量的0.5%以下,符合测定需求;2)对40头种公猪后裔的生长肥育猪饲喂测试结果表明,在25~60 kg体质量范围内,自由采食日均次数10~12次,日均采食时间78min,测试期间料肉比(FCR)为2.33:1,且生长规律符合Gompertz曲线,通过该模型预测的日增质量下降的拐点发生111~117d之间,对应的拐点体质量在63~64 kg范围内。上述实际观察及预测结果较好地反映了测定对象的生产性能,开发的软件及硬件系统达到了种猪生产性能测定的要求;3)系统下料控制部分,首次采用雨刷电机取代早期采用的步进电机,不仅成本下降,尤其结合圆柱式刮板下料机构,降低了单次下料量,改善了下料的精度;4)系统核心芯片采用进口器件,电路设计采用多重冗余和保护电路,软件的编写采用了多重功能验证,并通过长期可靠性测试;软件和硬件的冗余设计,提高了控制系统的可靠性,消除来自电源、电机、电磁波干扰,该测定系统具有极高的可靠性;测定的数据通过计算机系统可长期保存或升迁,便于数据量的积累和开展种猪选育的大数据挖掘分析。     

种猪数字化养殖平台的构建

目前,虽然中国规模化养猪业快速发展,但是饲养设施和技术手段与发达国家相比仍然相对落后。该文提出数字化种猪养殖平台,利用先进技术和管理方法提高养猪业效益。整个平台从种猪生产过程和个体信息的管理到数字化监管等方面作了详尽的阐述,并逐一给出平台中各组成子系统的构建方法,利用无线射频识别（RFID）、智能控制、网络传输等多项数字化技术和手段,完成平台的建设,包括饲料的自动输送和精细饲喂系统、猪舍环境智能化调控及数字化表达、猪只个体信息的数字化表达和猪舍实况的可视化监视、种猪养殖全过程的网络化监管。该平台作为内蒙古科技园区数字化养殖的具体示范实例,将数字化技术应用到种猪生产,体现了农牧业生产过程科技化的基本理念。     

机器人肩关节的动力学建模及伺服电机峰值预估

为了增加机器人肩关节的工作空间和承载能力,提出一种基于三自由度正交球面并联机构的机器人肩关节.首先,采用第二类拉格朗日方程方法建立了肩关节的动力学模型,推导了肩关节的惯性矩、哥氏力—离心力和重力项的表达式.在肩关节动力学模型的基础上,建立了肩关节伺服电机峰值预估模型.其次,通过给定的动平台运动轨迹,分析了肩关节伺服电机...     

建立种猪核心群提高商品猪质量的研究

在广西１０个工厂化猪场进行了提高商品猪质量的研究。通过建立种猪核心群，种猪综合指数选择，严格选种选配，使种猪生产性能和肉猪肥育性能，以及体型外貌的整齐度都有较大的改善。１９９３年与１９９１年比较，长白猪核心群产仔数提高５．８％，２８日龄断乳重提高７．６％，商品杂交猪日增重提高１２．６％，料重比降低５．９％。经ｔ测定，多数经济性状Ｐ＜０．０１，差异高度显著。１０个猪场每年产仔数增加４９６８头，可节约种猪料２０万ｋｇ；每头商品猪可增加活重７．４ｋｇ，每年可增加活重７２．７４万ｋｇ，取得了显著的经济效益和社会效益。     

放牧绵羊体重变化与气象条件的研究

通过试验研究提示了绵羊体重随一年四季气候呈正弦变化的规律。对于不同年龄的绵羊体重变化可用某些气象要素进行订正。为合理利用气候资源，有效地增加棉羊体重，加快羊群周转速度，准确地预报绵羊最佳屠宰期，建立了绵羊体重变化的数理统计模式。     

中国西北地区未来潜在蒸散发集合预估及不确定性归因

预估西北地区未来潜在蒸散发（Potential Evapotranspiration,PET）变化对该区制定气候适应性远景规划至关重要,然而PET预估中不可避免地存在源于气候情景、气候模式和PET模型的不确定性。该研究以3个气候情景（Shared Socioeconomic Pathway,SSP）、6个性能良好的潜在蒸散发模型（Potential Evapotranspiration Model,PETM）以及第六次国际耦合模式比较计划（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6,CMIP6）的6个全球气候模式（Global Climate Model,GCM）分别表征情景、模型和模式的不确定性,构建了基于多模式、多情景以及多模型的三维PET集合预估框架,得到108套预估结果组成的大规模数据集合。基于集合预估结果,分析了相对于历史时期的PET变化量的整体特征及多源不确定性导致的预估结果差异,并基于三因素方差分析法量化了各不确定性来源及其非线性交互作用对总不确定性的贡献率。结果表明：未来中期（2041-2070年）和远期（2071-2100年）年均△PET预估结果集合均值分别为67.8和95.3 mm。集合预估中,基于SSP1-2.6情景（可持续发展情景）、PM[CO2]模型及MIROC6全球气候模式预估的PET变化量较低,且情景和模型不确定性造成的结果差异均随时间推移而增大。各不确定性来源在中期PET变化量预估中的相对重要性由大到小依次为PETM、SSP和GCM;而在远期,SSP贡献率最高,达65.3%。在季节分布上,PETM和SSP分别在暖季（夏、秋）和冷季（冬、春）的贡献率较高。大规模PET变化量集合预估结果及其统计特征能够为西北地区应对气候变化的高效行动提供更科学全面的理论依据;不确定性来源相对贡献的分析结果可为进一步降低未来PET预估的不确定性提供研究方向。     

非对称养分效应模型参数估计的一种优化回归组合法

在现有文献研究的基础上,对非对称养分效应模型参数估计问题又作了进一步探讨,指出了现有文献给出的参数估计方法存在的局限性和不足。在此基础上,研究提出了一种新的参数估计方法——优化回归组合法,该方法不仅克服了现有文献给出的参数估计方法之不足,而且经示例计算表明,该方法具有较高的拟合精度。     

棉花地上鲜生物量的高光谱估算模型研究

通过测试棉花6个生育时期350～2500 nm波段的冠层高光谱数据,采用连续统去除和波段深度归一化的分析方法,计算出棉花反射光谱550～750 nm波段深度参数(Dc);同时,将冠层反射光谱数据与棉花鲜生物量进行逐步回归分析,确定了近红外波段763 nm及红光波段670 nm是棉花鲜生物量的2个敏感波段,并组成了高光谱归一化植被指数(NDVI)和比值植被指数(RVI);基于Dc参数和NDVI、RVI植被指数,建立了棉花地上鲜生物量的5种单变量线性与非线性函数模型,分析表明,RVI的指数函数模型反演的棉花地上鲜生物量的估计值与实测值的相关系数最大(R=0.7289^**,RMSE=0.8776);5种函数模型方程,经检验均达到1%的极显著水平,其中,以指数函数、幂函数和双曲线函数构建的棉花鲜生物量估算模型精度相对较高;该研究采用高光谱植被参数和指数,实时、无损、动态、定量提取了棉花地上鲜生物量,为分析、模拟、评价、预测棉花群体大小,设计理想棉花群体及棉花高光谱遥感估产提供了科学的依据。     

基于摄入养分含量预测猪新鲜粪便肥料成分含量的试验研究

试验旨在建立基于摄入养分含量的数学模型，用来预测猪粪便肥料成分含量。通过饲养试验得到摄入养分含量和猪粪便中肥料成分含量的实测数据，对其进行统计分析。由方差分析得出：不同的日粮水平对粪中、尿中和粪尿混合物中总氮含量影响显著，对尿中和粪尿混合物中钾含量影响显著，对磷和铵态氮的含量影响均不显著；不同日粮水平对粪中磷的百分含量的影响显著。由回归分析得到：利用摄入粗蛋白的量可预测粪、尿和粪尿混合物中总氮的含量；利用摄入钾的量可预测尿中和粪尿混合物中钾的含量；利用摄入磷的量可预测粪中磷的百分含量。     

基于机器视觉的猪体质量估测模型比较与优化

基于机器视觉的猪体质量估测模型较多,但模型缺乏在实用性、准确性的对比,最佳模型没有定论。该文总结了已有的估测算法,基于79组背部图像面积、实际面积、体长、体宽、体高、臀宽、臀高数据,使用线性回归、幂回归、二次回归、主成分线性回归、RBF(radial basis function,径向基函数)神经网络等方法,重建了13种体质量估测模型,并比较了13种模型的估测精度。结果表明,基于体长、体宽、体高、臀宽和臀高的线性回归模型具有较好的估测精度,估测值与真值的相关系数达到了0.996。利用主成分法去掉体尺的共线性,利用曲线回归解决残差不均匀问题,更加符合猪体质量增长趋势,结果表明基于主成分的幂回归模型具有较高的相关系数和较低的标准估计误差,对于97组数据的估测平均相对误差为2.02%。使用猪场实测24组数据验证模型,估测质量与测量值相关系数为0.97,估测平均相对误差为2.26%,标准差为1.78%,优于基于面积和面积体高结合的估测模型,平均绝对误差为2.08 kg,优于面积体高结合方法的平均绝对误差。试验证明使用多个体尺的主成分幂回归体质量估测模型较为精确,可用于机器视觉估测猪体质量的应用中。     

基于模糊证据权模型的青藏高原区土地适宜性评价

在中国耕地保护形势日益严峻的情况下,如何在青藏高原区有效地开发耕地后备资源备受关注,开展自然质量适宜性评价研究是进行耕地后备资源开发利用的重要前提。该文以西藏一江两河流域为典型研究区,选取地形地貌、气候、土壤和水资源状况等4个方面的8个因子,引入知识与数据驱动一体化的模糊证据权模型,得出全域耕地后备资源自然质量适宜性等级,并与综合指数模型评价结果进行对比分析。结果表明：1）模糊证据权模型的评价结果显示, 99.38%的耕地"参照物"处于适宜性三等以上,说明该模型能有效评价耕地后备资源自然质量适宜性;2）对比综合指数模型评价结果中90.83%的耕地"参照物"处于三等以上,说明模糊证据权模型较综合指数模型在某种程度上能够更好地克服评价因子权重确定的主观性和自然条件多样化所带来的计算复杂性等问题;3）研究区11 434.1 km2耕地后备资源在自然质量上具有不同程度的适宜性,其中一等占9.6%,二等占5.5%,三等占38.6%,四等占22.8%,五等占23.4%;耕地后备资源开发可以重点关注日喀则市、贡嘎、扎囊、拉孜、乃东、拉萨市和白朗等县市。该文可为耕地后备资源适宜性评价提供方法借鉴,并为西藏一江两河流域耕地后备资源的合理开发提供依据。     

基于3S和实测相结合的冬小麦估产研究

该文运用3S集成技术（地理信息系统、遥感和全球定位系统）,进行冬小麦产量估测的应用研究。结果表明, 3月下旬是运城地区冬小麦面积监测的最佳时相,4月上、中旬是该区冬小麦产量估算的最佳时期。用遥感信息中的TM提取冬小麦面积,AVHRR提取绿度信息,效果较好。根据归一化植被指数的大小把冬小麦分为3类,同类麦田在不同区域的实测产量差异很大。分析研究区域自然地理特征和关键期气象资料,以归一化植被指数、极高温度、相对湿度为主因子建立了冬小麦遥感—气象—产量综合模型。     

基于熵权可拓决策模型的区域粮食安全预警

定量评价区域粮食安全及客观的预警指标权重选取对于区域粮食安全至关重要。该文考虑影响粮食供给和需求等因素构建区域粮食安全预警指标体系,结合熵权和可拓学理论,建立基于熵权可拓决策模型的区域粮食安全预警模型,并对安徽省近11a(2000-2010年)的粮食安全进行预警分析。研究结果表明:安徽省粮食安全状况可以分为3个阶段,分别是重警阶段(2000-2004年)、中警阶段(2005-2006年)和安全阶段(2007-2010年);粮食安全预警安全度变化与单项预警指标值波动基本一致,综合安全度逐渐提高。该文建立的粮食安全预警模型能够提高区域粮食安全预警能力、定量评价粮食安全状态并有效预警,为实施粮食安全过程监管提供了新思路和方法。     

整株干物质量分配指数模型模拟冬小麦各器官形态参数

作物生长机理模型可以定量描述作物生长发育及其与环境因子的动态关系,具有通用性、动态性和预测性的特点,但基于生长机理模型模拟结果的作物虚拟技术与方法尚缺乏研究。针对基于生理过程的小麦功能模型与三维结构模型之间不能很好衔接的问题,该文开展越冬期后不同小麦品种的主茎干物质量在不同器官之间的分配研究,以有效积温和干物质量为连接纽带,构建小麦叶片、叶鞘、茎秆、穗各器官的几何特征模拟模型,并用独立数据进行了验证。结果显示:穗干物质量分配指数模拟效果最好,RRMSE值和EF值分别为6.58%和0.98;叶片、叶鞘和茎秆的分配指数模拟效果较好,RRMSE值分别为13.86%、10.83%和14.87%,EF值分别为0.98、0.97和0.91。麦穗形态参数模型和叶鞘长度模型具有非常好的模拟性能;叶片长度和最大叶宽模型、茎秆长度和直径模型具有较好的模拟性能;叶鞘形态参数模型对于叶鞘展开宽度的模拟效果一般,需要在后续研究中对拟合方程和模型参数进一步修正。该系列模型以干物质量为参数输入,能够生成小麦主茎三维形态模拟所需的各器官逐日几何特征参数,参数反映了品种特性、生长环境及气象因素对作物生长的影响,是一种实现小麦功能模型与结构模型实际结合的有效方法。