倾斜摄影测量技术在生产建设项目水土保持监管中的应用

为探索和总结单个生产建设项目水土保持监管的工作流程和技术支撑模式,结合无人机倾斜摄影测量技术优势,对照生产建设项目监管工作要求,梳理了各项监管指标对应的信息获取方法,建立了利用无人机倾斜摄影测量技术开展生产建设项目水土保持信息化监管指标提取的技术流程。在成都市的应用结果表明:无人机倾斜摄影测量技术具备信息获取丰富、实现真三维量测、综合成本低等优势,可以完成大部分项目监管指标的提取工作,其技术流程包括资料收集和预处理、无人机倾斜摄影测量、合规性详查3个阶段,相较于传统监管手段,其信息提取成本更低、效率更高、比对方式更灵活。无人机倾斜摄影测量技术在生产建设项目精细化监管工作中具备广阔的应用前景。     

冬油菜渍害发生特点与防治措施浅析

在持续的降雨情况下油菜渍害时有发生,油稻轮作的油菜田尤为严重。渍害严重影响冬油菜的生产,冬油菜不同生长时期的渍害表现各不相同。基于此,针对油菜渍害特点,提出了冬油菜渍害防治技术措施。     

生物降解膜促进冬油菜养分吸收减少土壤硝态氮累积

针对普通地膜覆盖导致的农田环境污染和土地退化问题,通过2 a田间试验,从土壤有机质含量、硝态氮累积与分布、作物养分吸收和籽粒产量等层面出发,进行了普通地膜覆盖(PM)、生物降解地膜覆盖(JM)和露地(CK)栽培冬油菜的对比研究。结果表明,播种后60和150 d,JM处理的土壤有机质含量、土壤硝态氮的累积和分布与PM处理无显著差异;播种后240 d,JM处理的土壤有机质含量显著大于PM处理,土壤硝态氮的累积量显著小于PM处理,且PM处理土壤硝态氮的淋洗下移峰值更大。PM和JM处理冬油菜的产量及地上部各器官的氮、磷、钾吸收量均显著大于CK,且PM和JM无显著差异。与PM处理相比,JM处理在播种后240 d时土壤有机质质量分数提高7.0%,土壤硝态氮累积量减少34.1%。可见,PM处理在冬油菜生育后期过分消耗地力,且残留在土壤中的硝态氮含量较高。该研究从土壤营养和作物养分吸收利用方面为生物降解地膜应用于农业生产的可行性提供了理论依据。     

2BYD-6型油菜浅耕直播施肥联合播种机设计与试验

为解决南方冬油菜产区田间前茬作物留茬高及杂草丛生对油菜苗期生长的影响,有必要在播种同时对土壤进行浅耕除草、灭茬。2BYD-6型油菜浅耕直播施肥联合播种机,将浅耕工作部件和旋转开沟部件安装在同一根刀轴上,采用地轮传动提供排种、排肥系统动力。设计了用于改变排种、排肥轴转速从而达到调节和控制播种量和排肥量的变速机构。可以实现浅耕、灭茬、开排水沟、播种和施肥等联合作业。试验表明：该播种机工作安全可靠,灭茬率大于95%,漏耕率小于5%。该机能够满足南方冬油菜的直播技术及农艺措施要求。     

西北半干旱区全膜双垄沟播一膜多年用节本增效栽培技术

从播前准备、品种选择及处理、播种技术、田间管理、适时收获、收获后地膜保护等方面总结出西北半干旱区全膜双垄沟播玉米、玉米/马铃薯、玉米/马铃薯/冬油菜/胡麻一膜多年用节本增效栽培技术。     

遥测技术在大中型生产建设项目监督管理中的实践应用及体会

大中型生产建设项目规模大、线路长、建设时间长,对地表扰动大,水土流失隐患多、危害大,对此类项目进行水土保持监督管理难度比较大。传统的监督管理方法很难发挥更高的效率以满足实际工作的要求,而无人机航拍是集成了高空拍摄、遥控、遥测技术、视频影像微波传输和计算机影像信息处理的新型应用技术,具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点,特别适合获取带状区域如公路、铁路、河流、水库、海岸线等的影像。利用无人机航拍遥测技术对大中型生产建设项目水土保持工作开展情况进行监督,具有高效便捷、数据精准的优势,能够做到有的放矢地完成监督管理任务,目前在松辽流域生产建设项目水土保持监督管理中的尝试已经初步显示出遥测技术的优势。     

甘蓝型冬油菜不同播种期对含油量和产量的影响

为了研究甘蓝型冬油菜在不同的播种期的情况下,油分含量和产量的差异,选用6个甘蓝型冬油菜材料分别在6个不同的时间进行播种,在油菜成熟收获后对其含油量、产量进行检测、测定。结果表明:同一材料(品系)的含油量、千粒重、产量随着播种期的推迟呈现下降的趋势,6个材料(品系)的平均含油量、千粒重、产量随着播种期的推迟呈现下降的趋势,且6个材料(品系)的平均含油量、千粒重、产量在不同播种日期均达到了显著性差异。     

甘肃省冬油菜种植适宜性及影响因子评价

全球气候变暖背景下,随着气候变化、油菜栽培技术的进步和油菜新品种的育成推广,我国传统油菜生产格局和种植结构发生明显变化,甘肃省冬油菜的种植地带也随之向北扩展,种植的海拔高度抬升,种植面积和产量显著增加。研究甘肃省冬油菜种植适宜性,对改进甘肃省油菜生产布局,合理调整农作物种植结构具有重要意义。本研究获取多年田间试验数据,初步筛选9个影响冬油菜种植分布的潜在气候因子,采用基于DEM的小网格法建立9个影响冬油菜种植分布的潜在气象因子空间分布图层,在此基础上利用最大熵模型和GIS空间分布技术,构建冬油菜潜在分布模型,分析影响甘肃省冬油菜种植分布的主要生态因子及其特征,评价甘肃省冬油菜种植适宜性。研究结果表明:甘肃省冬油菜种植分布概率为0~0.89,按其分布概率可将甘肃省冬油菜种植区域划分为不适宜种植区域、次适宜种植区域、适宜种植区域和最适宜种植区域,可以种植冬油菜的区域占甘肃省总面积的60%,大于实际冬油菜种植面积,冬油菜在甘肃省种植具有很大的发展潜力。按照9个潜在气象因子对冬油菜种植分布贡献率的大小,确定影响甘肃省冬油菜种植分布的6个主导气象因子及其阈值为:负积温≥-800℃,最冷月最低温度≥-20℃,最冷月平均温度≥-15℃,年平均温度≥4℃,极端低温≥-28℃,50 mm≤生育期降水量≤200 mm。并以此指导甘肃省冬油菜种植布局,调整甘肃省农作物种植结构,引导农民优化种植模式,提高经济效益。     

松辽流域应用无人机遥感技术开展水土保持监管成效显著

正2013年以来,松辽流域在水土保持工作中应用无人机遥测技术取得了丰硕成果。自无人机遥测系统引入松辽流域水土保持监督管理以来,累计完成国家级水土流失重点防治区监管面积约5万km~2,对流域内国家重点治理工程100多个项目区实行无人机遥测监管。同时,将无人机遥测技术运用到生产建设项目水土保持工作中,监管流域在建大中型生产建设项目115个。松辽流域已应用无人机完成建设项目扰动地表面积、水土保持措施情况、水土流     

无人机技术在生产建设项目水土保持监测中的应用

[目的]对无人机低空遥感技术在水土保持监测中的应用进行探索,为该技术应用于小流域综合治理、水土保持监督管理、施工监理和水土保持验收等方面奠定基础。[方法]以浙江省长龙山抽水蓄能电站工程为例,结合《生产建设项目水土保持监测规程(试行)》,从背景资料分析、遥感数据获取、监测信息提取及应用3个方面,开展无人机低空遥感技术在水土保持监测中的案例分析。[结果]利用无人机低空遥感技术并结合传统定位观测手段,能够精细化、定量化地完成土地利用类型、扰动范围及流失量、弃渣场挖填方量、水土流失隐患及危害和水土保持措施等监测工作。[结论]无人机低空遥感技术在水土保持监测中的应用可靠性高,实用性强,计算结果的精度满足《监测规程》要求,有利于提高生产建设项目水土保持监测工作的技术水平,可为防治水土流失提供技术支撑。     

冬油菜与杂草对长期不同施肥的差异性适应

研究长期水旱轮作条件下,施肥模式对田间冬油菜、杂草、土壤养分及冬油菜–杂草空间分布的影响,为长江流域冬油菜轻简化生产提供依据。2011年在湖北省粮油主产区——江汉平原布置水稻–冬油菜轮作肥效定位试验。2016年冬油菜收获期,调查农田杂草群落多样性和分析油菜–杂草–土壤养分三者状况。结果表明,长期土壤养分亏缺会显著影响油菜–杂草的生长和空间分布、形成不同的杂草优势群落。平衡施肥(NPK处理)有助于增加冬油菜根茎粗、有效分枝数、角果数和最终产量,降低杂草总生物量,提高杂草群落多样性Shannon-Wiener指数。与NPK处理相比,–N、–P和–K均会不同程度地降低籽粒、茎秆、角壳和杂草的养分吸收量,尤以–P处理降幅最为明显。与土壤养分含量的初始值相比,长期不施用化肥会引起土壤氮磷钾有效含量下降,尤其对于土壤钾,现有平衡施肥措施不足以弥补农田钾素亏缺,应重视秸秆还田的补钾效果。总之,长期科学的农田养分管理与调控措施,不仅可以降低杂草对冬油菜的危害、增强生物多样性和形成良性的油菜-杂草竞争环境,也有利于减少化学药剂使用、推动冬油菜的轻简化生产。     

直播和移栽冬油菜生长和产量形成对氮磷钾肥的响应差异

【目的】直播和移栽是目前长江流域冬油菜的两种主要种植方式,其发展状况对我国油菜产业发展和油料供应安全具有重要意义。直播和移栽冬油菜的栽培过程和植株密度存在显著差异,因此两者的个体形态、 生长发育及产量形成有所差异,对养分的施用响应也可能不同。本研究利用大田试验研究施肥和种植方式对冬油菜生长发育和产量形成的影响,比较不同种植方式下冬油菜的生长特点及其差异。【方法】采用大田试验,研究氮磷钾肥配施(NPK)、 不施氮(-N)、 不施磷(-P)和不施钾(-K)处理下直播和移栽冬油菜各生育期的株高、 根颈粗和叶片数。越冬期低温和干旱逆境发生时测定顶四叶的生理生化指标,包括硝酸还原酶活性、 过氧化物酶活性、 过氧化氢酶活性、 可溶性蛋白含量、 可溶性糖含量、 游离脯氨酸含量和丙二醛含量。角果期调查菌核病的发病率。成熟期调查产量构成因素,包括密度、 分枝数、 单株角果数、 主序角果数、 角粒数和千粒重,最后进行实产统计。【结果】直播冬油菜前期株高相比移栽冬油菜增长较快,薹期后则明显降低,根颈粗和叶片数在各生育时期均显著较低。直播冬油菜越冬期叶片生理生化水平较移栽冬油菜偏低,丙二醛含量显著较高。直播冬油菜角果期菌核病的发病率平均为21.8%,远高于移栽冬油菜的8.5%。两种种植方式冬油菜成熟期表现出显著不同的产量构成,相比移栽冬油菜,直播冬油菜的植株密度显著较高,而个体分枝数、 角果数和角粒数则显著较少,而且主序角果的比例明显较高。最终,直播和移栽冬油菜在NPK处理的产量非常接近,分别为2019和2081 kg/hm2,但直播冬油菜在缺素条件下的产量较移栽冬油菜均显著偏低。相比NPK处理,任一养分缺乏均显著阻碍直播和移栽冬油菜的生长发育和产量形成,其中氮素影响最为显著和全面,其次是磷素,钾素影响相对较小。与移栽冬油菜不同,直播冬油菜成熟期的植株密度在缺素时出现下降,氮、 磷缺乏导致直播冬油菜密度分别降低53.6%和18.7%。养分缺乏条件下较差的个体生长和降低的植株密度是导致直播冬油菜产量降幅偏高的主要原因。【结论】当前栽培方式下,直播冬油菜起始阶段个体发育较差,导致生育期内生长表现和产量形成对养分缺乏更为敏感。相比移栽冬油菜,直播冬油菜应更重视氮磷钾养分的平衡施用,以促进个体健壮和群体稳定而获得高产。直播冬油菜的养分管理研究需进一步加强,尤其是应对逆境发生的施肥调控技术与措施。     

浅谈无人机飞防作业在农业生产中的应用

伴随着社会的发展和科技的进步,无人机飞防作业技术被逐步应用于农业生产。利用无人机进行飞防作业,能够达到提高农业生产效率的目的。基于此,通过分析无人机飞防作业在农业生产中应用的优点与现存问题,浅谈无人机飞防作业在农业生产中的应用,旨在为无人机飞防作业在农业生产中的合理应用提供参考。     

基于网络RTK的离心式无人机变量施药可行性初探

针对植保无人机施药准确性和作业效率需求的提高,验证网络实时动态(Real-Time Kinematic,RTK)载波差分技术在无人机施药上的可行性,设计了一种基于网络RTK的离心式变量施药系统。采用STM32F103为控制核心,通过串口获取GPS定位信息,并连接DTU模块实现网络RTK技术,通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)技术调节占空比的大小,从而调节离心喷头的转速以及蠕动泵的流量。系统在工作时,通过农情信息完成处方图构建,通过高精度GPS模块获取经纬度信息,在施药过程中系统实时检索无人机所在位置,调出处方决策信息,按照处方信息调节离心喷头和蠕动泵的输出比例,从而控制无人机的施药粒径大小和施药量大小,并将作业数据上传至监控平台。通过试验表明系统能正确执行变量施药任务;在使用离心喷头进行变量施药任务时,受到系统稳定性和离心喷头特性的影响,在处方交界区域会存在一个不稳定区域;离心喷头在较高转速下进行变化时,在处方交界区域粒径大小的变化越平滑。该结果满足预期试验设计,可为植保无人机变量施药技术改良提供基础与参考。     

无人机点射式水稻播种装置控制系统设计与试验

针对当前无人机水稻撒播难以成行成穴、落种易受旋翼风场干扰和播种均匀性不佳等问题,该研究结合点射式水稻播种装置和飞行控制器设计了一套播种控制系统,开发了配套的地面站功能,并制作了样机。控制系统基于PID算法实现排种器步进电机的转速闭环控制,通过标定模型对振动电机激振力和摩擦轮电机转速进行控制,并根据状态机设计播种控制程序。以3倍丸粒化稻种为对象,从播种量准确性、播种成行性和播种均匀性3个方面对样机的播种性能进行验证并优选合适的播种参数。试验结果表明：无人机模拟飞行的播种量准确性测试中,样机以1.0～2.5 m/s的作业速度进行播种时,播种量的平均相对误差小于4%,控制系统具有较好的动态调节能力。实地飞播测试中,样机以1.0和1.5 m的高度播种时,种子分布在12 cm种行宽度内的平均概率超过80%,成行性较好。考虑安全因素,优选1.5 m为样机的适宜作业高度。在作业高度为1.5 m,3倍丸粒化稻种的播种量为90～150 kg/hm2（对应裸种的播种量22.5～37.5 kg/hm2）,作业速度为0.5～2.0 m/s时,播种均匀性变异系数为20.51%～35.52%。进一步分析发现,适当提升作业速度可提高播种均匀性。田间试验结果表明,播种量的相对误差分别为2.47%和4.12%,播种均匀性变异系数分别为22.17%和21.82%,种子破损率分别为0.34%和0.18%,满足相关标准的水稻飞播精度控制要求。研究结果可为无人机水稻直播技术提供参考。     

新型玉米免耕播种机的试验研究

研制了一种小型适用于小麦玉米两茬平作区的具有深松、播种、施肥功能的玉米免耕播种机,获国家实用新型专利。该机施肥播种共用一个窄幅开沟器,化肥点施于两穴种子之间,可一次完成深松、开沟、施肥、播种、覆土、镇压工序。生产试验表明,各项技术性能满足农业种植要求。本机被农业部选为全国首批推荐精少量播种机具。     

无人机在拦沙工程设计中的应用——以2021年神木市拦沙工程为例

在黄河中游粗泥沙集中来源区进行高标准拦沙工程建设，能有效拦截小流域内的泥沙，调蓄和利用洪水。2021年神木市计划建设100余座拦沙工程，目前已经完成建设任务。在神木市拦沙工程设计中，利用无人机航拍，提供了直观、清晰的三维实景影像及模型，为拦沙工程的科学布局、精准落地提供了基础数据支撑，使初步设计深度达到了施工要求，确保了整个工程的建设地点、目标任务和建设时序的合理性。无人机在神木市拦沙工程设计中的实践应用，形成了一套成熟、完整的技术路线，可为黄河中游粗泥沙集中来源区的拦沙工程设计提供借鉴。     

基于深度强化学习的农田节点数据无人机采集方法

利用无人机采集农田传感器节点数据,可避免网络节点间多次转发数据造成节点电量耗尽,近网关节点过早死亡及网络生命周期缩短等问题。由于相邻传感器数据可能存在冗余、无人机可同时覆盖多个节点进行采集等特点,该研究针对冗余覆盖下部分节点数据采集和全节点数据采集,对无人机数据采集的路线及方案进行优化,以减轻无人机能耗,缩短任务完成时间。在冗余覆盖下部分节点数据采集场景中,通过竞争双重深度Q网络算法（Dueling Double Deep Q Network,DDDQN）优化无人机节点选择及采集顺序,使采集的数据满足覆盖率要求的同时无人机能效最优。仿真结果表明,该算法在满足相同感知覆盖率要求下,较深度Q网络（Deep Q Network,DQN）算法的飞行距离缩短了1.21 km,能耗减少27.9%。在全节点数据采集场景中,采用两级深度强化学习联合（Double Deep Reinforcement Learning,DDRL）方法对无人机的悬停位置和顺序进行优化,使无人机完成数据采集任务时的总能耗最小。仿真结果表明,单节点数据量在160kB以下时,在不同节点个数及无人机飞行速度下,该方法比经典基于粒子群优化的旅行商问题（Particle Swarm Optimization-Traveling Salesman Problem,PSO-TSP）算法和最小化能量飞行控制（Minimized Energy Flight Control,MEFC）算法的总能耗最少节约6.3%。田间试验结果表明,相比PSO-TSP算法,基于DDRL的数据采集方法的无人机总能耗降低11.5%。研究结构可为无人机大田无线传感器节点数据采集提供参考。     

蔬菜育苗播种流水线压穴滚筒装置改进与控制系统设计

为进一步提高蔬菜育苗播种流水线的控制精度和生产效率,对现有蔬菜育苗播种流水线进行了改进设计。首先将被动压穴滚筒改造为主动压穴滚筒;然后进行了流水线控制系统总体方案改进设计,完成了以传送带速度检测与控制、压穴装置的初始化与位置控制和播种装置的初始化与位置控制为核心内容的控制系统设计;最后进行了流水线的播种试验。试验结果表明主动压穴装置修正了被动型压穴出现偏差的问题,流水线的播种合格率大于90.8%,空穴率小于5.3%,重播率小于3.9%,最高生产效率可以达到800盘/h。该改进设计提高了播种流水线的播种控制精度和生产效率。     

浅谈无人机技术在水土保持遥感监测中的应用

无人机遥感监测具有自动化、低成本、高效率、覆盖范围广等优点。以无人机技术在水库工程弃渣场的水土保持监测中应用为例,介绍该项技术的应用方式、作业流程,从定性和定量两方面分析取得的成果,为生产建设项目水土保持监测、验收提供数据支持。