基于种蛋图像血线特征和深度置信网络的早期鸡胚雌雄识别

为了实现孵化早期鸡胚雌雄识别,构建了机器视觉采集系统,在LED光源下获取180枚鸡种蛋孵化第4天的图像。首先对鸡种蛋图像进行RGB分量提取、中值滤波、感兴趣区域提取等预处理,然后利用限制对比度自适应直方图均衡化、形态学处理、最大类间方差阈值分割和八连通域去噪等方法凸显血线纹理,并通过方向梯度直方图(histogram of oriented gradient,HOG)提取图像的全信息特征和利用灰度共生矩阵提取能量、对比度、相关性、熵、均匀度等5个特征,对HOG全信息特征采用主成分分析(principal component analysis,PCA)降维,最后利用全信息特征和PCA降维特征-灰度共生矩阵特征组合的简化特征,分别构建支持向量机(support vector machine,SVM)、反向传递(back propagation,BP)神经网络、深度置信网络(deep belief networks,DBN)3种鸡胚雌雄识别模型,并比较不同模型的识别准确率。试验中,全信息特征比简化特征构建的模型识别准确率高,基于简化特征的BP、SVM、DBN模型测试集识别综合准确率分别为51.67%、60%和58.33%,基于全信息特征的BP、SVM、DBN模型测试集识别综合准确率分别为58.33%、63.33%和83.33%。其中,基于全信息特征的DBN模型识别准确率最高,达到83.33%。结果表明机器视觉技术为孵化早期鸡胚雌雄识别提供了一种可行方法。     

基于多层感知神经网络的水稻叶瘟病识别方法

为实现水稻叶瘟病的快速诊断,综合利用图像处理技术和神经网络来进行叶瘟病斑的识别研究。该文设计了3个多层感知分类器来进行病斑识别准确率的对比验证,分别采用叶片正常区域和病斑区域的纹理特征、颜色特征以及纹理和颜色的组合特征作为不同分类器的输入单元;输出层采用1个单元用于输出病斑区域和正常区域的识别结果。首先,该文将采集到的RGB图像转换成灰度图像,利用灰度共生矩阵分别提取叶片正常区域与病斑区域的能量、对比度、熵、逆差距作为纹理特征;紧接着,将RGB彩色空间转换至HIS和Lab空间,分别提取病斑区域和正常区域的L、a、b值作为颜色特征。最后,采用不同的BP神经网络分类器进行病斑区域识别。该文共采用120副图像作为待测对象,试验结果表明,采用颜色和纹理的组合特征进行识别,准确率要比单独使用纹理特征和颜色特征高10%～15%。本文的研究结果为进一步实现水稻病害自动诊断打下了基础。     

基于模糊顺序形态学的植物叶片脉络边缘提取

植物叶片是作物分类和识别的简单有效方法,叶片的脉络和边缘特征提取是识别叶片的基础步骤。植物叶片图像通常受噪声影响,提取清晰的脉络和边缘比较困难,该文提出了基于模糊顺序形态学的植物叶片脉络边缘特征提取方法。首先,根据像素邻域特性,利用植物叶片脉络边缘及内部区域的差异性,构造了隶属度函数;然后,依据Sugeno模糊模型,定义了能够增大叶片脉络边缘和内部区域差异的模糊规则,进行模糊推理;该文采用了抑制噪声特别有效的顺序形态学边缘检测算子,对图像进行脉络边缘提取,最终得到植物叶片脉络和边缘信息图像。试验结果表明,该文方法克服了自然环境中噪声的影响,提取的植物叶片脉络和边缘更加清晰、定位更加准确。     

基于声信号特征加权的设施养殖羊行为分类识别

中国西部地区正在发展集约化和规模化的设施养羊业,通过监测羊舍内的声信号可以判别羊只的行为状态,从而为设施养羊的福利化水平评估提取基础依据。梅尔频率倒谱系数（mel frequency cepstrum coefficient,MFCC）模拟了人耳对语音的处理特点且抗噪音性强,被广泛用于畜禽发声信号的特征提取,但其没有考虑各个特征分量表征声信号的能力。该研究构建羊舍无线声音数据采集系统,采集20只羊在设施羊舍内的打斗、饥饿、咳嗽、啃咬和寻伴共5种行为下的声信号,并通过Audacity音频处理软件选出720个清晰且不重叠的声音样本数据。根据MFCC各分量对羊舍声信号表征能力,特征参数提取采用一种熵值加权的MFCC参数,再求其一、二阶差分并进行主成分分析降维,得到优化的19维特征参数。通过对羊舍声信号的声谱图分析,设计了支持向量机二叉树识别模型,并对模型内的4个分类器参数进行网格化寻优测试,该识别模型对羊只5种行为下的声信号进行分类识别,用改进的特征参数与传统MFCC和线性预测倒谱系数（linear predictive cepstrum coefficient,LPCC）进行对比分析。结果表明,该特征参数对5种行为的识别率平均可达83.6%,分别高于MFCC和LPCC参数14.1%和26.8%,羊只打斗和咳嗽行为的声信号属于相似的短时爆发类声音,其识别率分别仅为80.6%和79.5%,啃咬声特征显著不易混淆,其查全率可达到为92.5%,改进特征参数更好的表征了羊舍声信号的特征,提高了羊只不同行为的识别率,为羊只健康和福利状况的监测提供理论依据。     

利用敲击声音信号进行禽蛋破损检测和模糊识别

为了在蛋品加工中能够快速检测并剔除异常蛋(钢壳蛋、尖嘴蛋)和破损蛋，利用一个微型话筒和声卡采集蛋在敲击时的声脉冲信号，将采集到的声脉冲信号送计算机处理和分析。研究结果表明：正常蛋、破损蛋、钢壳蛋、尖嘴蛋的敲击声音信号在衰竭时间、最小共振峰频率和四点最大频率差等参数上存在差异，且差异的边界是模糊的。利用最大隶属度原则进行模糊识别，破损蛋的识别准确率达95%。     

基于多分辨率数据的干旱和半干旱地区地物模糊分类

为了进一步提高低分辨率遥感数据用于干旱和半干旱地区地物分类精度,该文以新疆石河子垦区为研究区,利用PSA(purposive selection algorithm)算法结合地物分布的统计特性对样本窗口进行选择,确定了最佳样本窗口组合;采用概率密度估计的方法获取了真实的隶属度函数,基于类别隶属度函数构建地物辨别模型;建立了多分辨率数据大尺度土地利用/覆盖遥感分类流程。研究结果表明,借助高空间分辨率数据提取各地物类别的精细分布特征,与Erdas非监督分类相比,模糊分类的总体分类精度提高了20%。该研究可为低分辨率数据的研究与应用提供借鉴。     

农村散养家禽禽流感和新城疫免疫程序探讨

农村散养家禽虽然在整个家禽饲养行业所占份量很小,但依然普遍存在。饲养散养家禽的多为老年人以及他们在家帮带的学龄前儿童,是散养家禽容易传播的禽流感包括H5亚型、H7N9的易感人群。为切合农村实际,加强散养家禽H5+H7N9以及新城疫免疫工作,对35羽试验鸡进行了禽流感(H5 Re-8+H7N9 Re1)+新城疫同时免疫,抗体水平合格率分别达到97.14%、97.14%和94.29%,证明对农村散养家禽禽流感和新城疫同时免疫效果理想。     

基于模糊自适应控制的温室温度调控

为了实现温室在冬季时温度控制精度高、能耗小的目标。该研究提出了一种将热量平衡原理与模糊控制相结合的模糊自适应控制方法,在模糊控制器中加入基于热量平衡方程的输出隶属度函数修正模块,通过监测温室内外温度数据,在上位机中对模糊控制器中的输出隶属度函数进行自适应调整,最终使温室温度稳定在目标温度。结果表明,基于热量平衡方程式的温室温度模糊自适应控制系统具有较好的稳定性和准确性,在设置20℃为目标温度值的情况下,基于热量平衡方程的模糊自适应控制最终使温室温度稳定在(19.8±0.11)℃,一般模糊控制方法最终使温室温度稳定在(13.5±0.5)℃,无法达到目标环境温度值,而阈值控制最终使温室温度稳定在(20.0±0.85)℃;同时,基于热量平衡方程式的温室温度模糊自适应控制能耗较低,且能量利用率更高,模糊自适应控制能量利用率为45.97%,而阈值能量利用率仅为20.21%。研究提出的基于热量平衡方程的模糊自适应控制方法不仅满足温室温度调控需求,而且能够提高能量利用率,降低能耗。     

基于高光谱图像和遗传优化神经网络的茶叶病斑识别

为实现茶叶病害的快速高效识别,提出了基于高光谱成像技术和图像处理技术融合的茶叶病斑识别方法。利用高光谱成像技术采集了炭疽病、赤叶斑病、茶白星病、健康叶片等4类样本的高光谱图像。提取感兴趣区域敏感波段的相对光谱反射率作为光谱特征。通过2次主成分分析,确定第二次主成分分析后的第二主成分图像为特征图像,基于颜色矩和灰度共生矩阵提取特征图像的颜色特征和纹理特征。利用BP神经网络对颜色、纹理和光谱特征向量融合数据进行检验,识别率为89.59%;为提高识别率,提出遗传算法优化BP神经网络的方法,使病斑识别率提高到94.17%,建模时间也缩短至1.7 s。试验结果表明:高光谱成像技术和遗传优化神经网络可以快速准确的实现对茶叶病斑的识别,可为植保无人机超低空遥感病害监测提供参考。     

基于补偿模糊神经网络的脐橙不同病虫害图像识别

为了开发脐橙不同病虫害的通用机器识别技术,对病虫害危害后的脐橙图像进行蓝色分量去背景,改进型分水岭算法提取病虫害为害状边界,据此边界对原彩色图像中的为害状进行标记,以标记区红色、绿色、蓝色分量表征病虫害为害状的颜色特征,为害状边界分形维数表征病虫害为害状的形状特征,将这4个特征值作为补偿模糊神经网络输入,建立补偿模糊神经网络脐橙病虫害识别模型,识别脐橙病虫害。4种病虫害及机械损伤果的平均正确识别率为85.51%,该方法可用于脐橙病虫害识别。     

2008-2020年成都地区盛夏降水时空分布特征

为获得成都盛夏降水的时空分布特征,通过2008—2020年中国自动站与CMORPH降水产品融合的逐时降水资料,分析了成都地区盛夏7月、8月降水的时空分布特征。结果表明:(1)成都地区盛夏平均降水量总体呈西高东低的分布趋势。(2)成都盛夏以夜间降水为主,雨带明显向东传递,降水峰值主要出现在3:00—4:00,并且中东部在午后还存在一个次峰值。(3)小时强降水的降水量和降水频次的贡献率在空间上分布基本一致,最大值区均位于大邑和邛崃的交界处,低值区出现在西部高海拔地区和简阳地区。(4)2013年、2018年、2020年小时强降水的次数明显偏多,这是由于副高异常偏西偏北导致。(5)成都西部地区小时强降水的频次明显多于其他地区,但极值却偏小,成都地区极端强降水事件更容易出现在3:00左右。综上,通过对成都盛夏降水的研究,为该地区降水监测、城市防洪和防灾减灾等提供决策依据。     

短时强降水下黏土表层覆盖苔藓水分入渗特征及其模型模拟

[目的] 探究短时强降水条件下土壤表层覆盖苔藓植物对水分入渗产生影响的机理,为苔藓植物在石漠化区水土流失治理中的运用提供数据支撑。[方法] 室内模拟大灰藓(Hypnum plumaeforme)、牛舌藓(Anomodon viticulosus)、小石藓(Weisia controversa)、蕊形真藓(Bryum coronatum)植物覆盖处理的一维土柱历经短时20 mm强降水后土壤水分入渗过程,运用经典入渗模型和Singh的熵入渗方程模拟水分入渗过程,对比不同苔藓植物覆盖下土壤水分入渗的差异性。[结果] ①苔藓植物覆盖处理组水分入渗特征初始、稳定、平均入渗速率和累计入渗量均大于裸土(p＜0.05),入渗速率最慢的蕊型真藓组4个入渗特征值0.718 cm/min,0.279 cm/min,0.180 cm/min和19.575 cm较裸土分别大7.65%,8.56%,11.90%和3.75%;苔藓植物覆盖处理组促进水分入渗的原因是苔藓植物阻碍土壤表层产生物理结皮促进入渗效应大于苔藓植物层截留阻碍水分入渗效应。②入渗过程中4种苔藓植物产生促进或阻碍水分入渗效应不同使水分入渗特征值存在显著性差异(p＜0.05)。入渗特征与苔藓植物假根密度、假根根长、饱和吸水率呈负相关;与糙率呈正相关,但是相关系数不大。③表层覆盖苔藓植物土壤水分入渗过程模拟用Horton入渗模型更佳,而裸土水分入渗则采用Philip模型效果更好;若精度要求不高且为了简便则可以采用Singh的熵入渗方程E-Kostiakov入渗模型。[结论] 历经短时20 mm强降水后与裸土相比,表层覆盖苔藓植物具有促进水分入渗效应。这主要与苔藓植物的存在阻碍土壤表层产生物理结皮有关。     

高温短时气流膨化薏米工艺优化

为了对薏米高温短时气流膨化工艺进行优化,采用响应曲面法研究了预糊化时间、膨化温度、膨化时间和含水率4个因素对薏米膨化率和黄蓝值的影响,并对膨化前后薏米的淀粉和蛋白质体外消化性以及细胞结构进行了分析。结果表明,影响薏米膨化率因素的强弱顺序依次为膨化时间>含水率>膨化温度>预糊化时间,高温短时气流膨化薏米的最优条件为预糊化时间30min、膨化温度250℃、膨化时间20.0s和含水率6%。膨化后薏米淀粉和蛋白质体外消化率均比膨化前显著提高(P<0.05)。膨化后薏米细胞内部呈蜂窝状结构,形成很多较大的空洞。该文提供了一种缩短薏米蒸煮时间和提高营养物质消化吸收率的技术,满足薏米工业化生产的需求。     

切分西红柿微波短时处理常温贮藏保鲜试验研究

目前由于在果蔬的储运中常发生霉变、腐烂,鲜度下降,甚至完全失去商品价值,造成巨大的经济损失,难以满足市场要求。因此,解决果蔬的贮藏特别是运输过程中的保鲜,不仅能满足市场需要,增加果蔬市场供应品种和调节供应,同时还将获得巨大的经济效益。通过正交试验对切分西红柿进行了微波处理常温保鲜的试验研究,得出了真空包装的切分西红柿在微波短时处理后只达到巴氏杀菌的低温杀菌温度,却得到能长期贮存的品质优良的样品的结果;确定了这种方法的最佳处理参数,其最佳参数为0.12%维生素C处理时间为54s;对样品进行图像处理,得到色彩直方图和色彩均值,用确切的数值说明保鲜方法的保鲜作用;分析包装对西红柿保鲜的影响作用,认为切分西红柿应采用避光包装保存     

台湾中部地区短延时降雨强度初步探讨

台湾地区在经历1999年的921地震后,山坡地土体松动严重,仅仅短延时的降雨即有机会引起土石流的发生,而近年微小的降雨条件下即有可能触动土石流发生,因此将台湾中部地区14个测站所测得的台风降雨资料,依照台风降雨强度进行水文频率分析,分析方法采用对数常态分布法、极端值第一类分布法、皮尔逊第三类分布法及对数皮尔逊第三类分布法等4种方法,计算短延时重现期距并绘成降雨强度-延时-频率之分析曲线,再整合各区域土石流潜势溪流的分布情况,分析台风降雨对台湾中部地区所造成之影响.     

环境内分泌干扰物辛基酚、壬基酚及短链壬基酚聚氧乙烯醚残留同步检测方法

建立了环境内分泌干扰物辛基酚、壬基酚及短链壬基酚聚氧乙烯醚降解产物的高效液相色谱串联质谱分析方法。选择易受环境污染的玉米、白菜等农产品及目标物可能迁移到环境中的食品包装材料为研究对象,经过液液萃取、浓缩,乙腈甲苯（3：1）溶液溶解,经ENVITMCarblI／PSA氨基固相萃取柱净化,甲醇一二氯甲烷（4：3）溶液为洗脱液。采用Agilent ZORBAX RX-C18柱,以甲醇：10mmol·L^-1乙酸铵（9：1）为流动相,梯度洗脱分离后,在LC—MS／MS多反应监测模式下正负离子同时扫描进行定性与定量分析。结果表明,该方法对辛基酚、壬基酚、壬基酚一氧乙烯醚和壬基酚二氧乙烯醚的检出限分别为O．03、0.6、1．6、0．03μg·kg^-1,在不同基质中添加浓度为0．5-5μg·kg^-1的四种物质平均回收率在62％～113％之间。对实际样品进行检测时,在蔬菜和粮食作物及其包装材料中分别检测到不同含量的上述物质,表明该方法准确、快速、灵敏度高,可用于农产品和食品包装材料中该类物质的监控。     

柴油机供油系统中短时间存活汽泡及其特性的研究

利用He-Ne激光器、高速摄影技术及计算机信号采集系统对柴油机供油系统中存在的短时间存活汽泡进行了研究,分析了此时的高压油管压力波特性及其频谱特点。通过对高速摄影胶片的播放分析,可清晰地发现柴油机供油系统中出油阀紧帽腔处汽泡的产生机理并找出此类汽泡的存活时间约2.0～2.5 ms。     

短程蒸馏处理菜籽毛油和碱催化制备生物柴油工艺研究

生物柴油是一种环境友好型生物质燃料。为了获得较高纯度的生物柴油,该研究采用短程蒸馏技术处理菜籽毛油以脱除自由脂肪酸和色素,并以氢氧化钾为催化剂,与甲醇进行转酯化反应制备生物柴油。通过单因素和响应曲面分析获得较好的生物柴油制备工艺条件,醇油比6.3∶1(mol/mol),催化剂碱量1.01%(m/m),反应时间为47.5 min,反应温度60℃,生物柴油的转化率达到94%,制备所得的生物柴油性质与0#柴油相似,为生物柴油的大规模生产提供技术基础。     

应用短程蒸馏技术提纯胡椒基丁醚

应用刮膜式短程蒸馏装置对胡椒基丁醚(piperonyl butoxide, PB)的提纯进行了研究。考察了进料速率、进料温度和蒸发温度等因素对胡椒基丁醚分离效果的影响。通过试验,初步得到了工艺参数的范围：进料温度70～92℃,进料速率50～70 mL/h,脱除轻组分杂质阶段蒸发温度I为90～94℃,脱除重组分杂质阶段蒸发温度II为98～107℃,操作压力0.1 Pa,刮膜转子转速130～150 r/min,得到的胡椒基丁醚产品纯度96%以上,分离过程总得率大于70%,并为今后工艺参数优化奠定了基础。     

作物硝态氮转运利用与氮素利用效率的关系

【目的】 铵态氮（NH₄+）和硝态氮（NO₃-）是作物氮素吸收利用的主要形态,旱作作物NO₃-的累积与利用是氮素营养研究的主要组成部分,关系到理解作物NO₃-的转运和利用关系及作物体内NO₃-含量和氮素利用效率（nitrogen utilization efficiency,NUE）高低的问题。主要进展 作物吸收的NO₃-分为被作物直接利用、分泌到根外、储存在液泡和向地上部分运输四种途径。其中NO₃-短途分配（液泡NO₃-分配）和长途转运（地上、地下部NO₃-的转运）共同调控着NO₃-的利用效率,进而影响作物的NUE。液泡NO₃-不能被作物直接利用,只有分配到液泡外细胞质中的NO₃-才能被作物迅速代谢和利用;同时有更大比例的NO₃-分配到地上部分,使得作物可以充分利用太阳光能进行NO₃-代谢和能量转换,从而提高了作物的NUE。此外,液泡对NO₃-起到分隔作用,储存在液泡中的NO₃-并不能对NO₃-转运相关基因（如NR、NO₃-长途转运基因NRT1.5和NRT1.8）起到诱导效果;只有分配在液泡外原生质体中的NO₃-才能对NO₃-诱导基因产生强烈的诱导。因此,作物细胞原生质体中液泡内、外NO₃-的分配不仅影响了NO₃-的同化利用,而且直接影响了NO₃-的长途转运。展望 本文对植物原生质体中液泡内、外NO₃-的短途分配和地上、地下部间NO₃-的长途转运机制进行了总结,为进一步深入研究作物地上、地下部NO₃-长途转运和液泡NO₃-短途分配的关系,以及更好地揭示作物NUE对NO₃-转运和利用的响应机理提供参考。