基于高斯过程建模的物联网数据不确定性度量与预测

物联网已经成为农业大数据最重要的数据源之一,自动观测数据的质量控制对农业生产分析以及基础科研数据应用非常重要。针对农业物联网观测的一类非平稳时间序列数据中的数据缺失、野值剔除、感知故障预警和长时间预测等问题,采用光滑弱假设高斯先验,构建了基于高斯过程的自回归模型表征的动态系统,并通过样本集学习,形成能考虑噪声干扰的传感变化规律建模,并可提供预测误差带用于预测数据的不确定性度量。针对原始数据的缺失和野值问题,采用基于高斯过程的短期预测,可补齐缺失数据,利用其不确定性度量可甄别数据野值,进行野值剔除与替换,并在此基础上判断感知故障;给出了基于输入数据不确定性传播的多步迭代预测方法,使长期预测仍可以跟踪农业数据的动态轨迹,并可为其预测值提供不确定性度量;将温室采集的真实传感数据用于分析试验,验证了高斯过程用于服务器端的农业时间序列数据采集质量控制的可行性。     

磁吸式精密排种原理分析与试验

针对蔬菜、花卉种子体积小、质量小及形状不规则的特点 ,提出了一种新的排种方式——磁吸式精密排种。应用有关磁选理论 ,建立了磁吸式精密排种的力学模型 ,得出了单粒磁粉包衣种子在气隙磁场中所受磁力的计算公式 ,分析了实现精密排种的基本条件。通过对白菜、番茄种子的排种试验 ,其单粒精播率达 90 % ,漏播率低于5 % ,说明这一排种方式具有较高的播种精度和对不同类型种子良好的适应性。     

闸门的优化设计

用平面体系的方法进行结构分析，对排灌机械中平面钢闸门的面板－梁格体系的优化设计进行了探讨，用边界搜索法将有约束优化问题转换为无约束优化问题，给出了优化设计程序框图进行实例理论验证，结果表明，彩本文介绍的优化方法设计，闸门的叶体积可减小２０％左右。     

连杆类锻件成形分析的三维网格生成方法

采用双三次均匀Ｂ样条曲面方法，研究了连杆类锻件模过程有限元分析的三维网格自动生成，提出了一种基于参数曲面事的三维网格自动生成方法，研究结果表明，该方法可以同锻件边界曲面几何描述相结合，简便易行，可实现三维网格的自动剖分。     

特种优质水稻灌溉技术的试验研究

为了达到节水、改土和增产的目的,通过研究灌溉方式对耗水量、灌溉定额、灌水次数和特种优质水稻生长发育及其产量的影响,水文年型和品种对耗水量的影响,优选出了特种优质水稻最适宜的田间水分控制模式。     

湖南省节水灌溉分区与规划

将模糊聚类方法用于湖南省节水灌溉分区，建立了湖南省节水灌溉区划模型，将系统动力学的动态仿真原理用于节水灌溉发展规划，建立了节水灌溉发展规划的动态仿真模型。据此，提出了湖南省节水灌溉区划，并对各分区及全省“九五”期间节水浇灌发展作了详细规划。     

排种器性能检测中种子位置智能检测方法

根据基于计算机视觉的排种器性能检测的特点，提出了基于神经网络的种子位置智能检测方法。采用两个光轴互相垂直的摄像机监测投种规律，并把以矩法求取的质心图像坐标作为输入节点，构造检测种子质心实际坐标的两个神经网络，并行处理左右两幅图像，从而快速求得种子位置。实践表明，此方法不仅能求出种子位置，而且可全面监测种子的运动情况。     

Effect of water deficit in different growth stages on stem sap flux of greenhouse grown pear-jujube tree

The effects of water deficit in different fruit growth stages on the variation of stem sap flux of 6-year old greenhouse-grown pear-jujube trees were investigated. Treatments included sufficient water supply during the whole fruit-growing period (T₁), mild water deficit during the flowering–fruit setting stage (T₂), moderate water deficit during the fruit rapid growth stage (T₃) and severe water deficit during the fruit maturing stage (T₄). Results showed that significant compensation effect on stem sap flux after re-watering was observed in T₂, but not in T₃ and T₄ stages. At the end of rapid growth stage, the diurnal variation of stomatal conductance generally had a similar trend as that of stem sap flux, but with a distinct midday depression from 12:00 to 14:00 p.m. In addition, a linear relationship between the relative available soil water content (RAWC) and the ratio of daily stem sap flux to that of sufficient water treatment was observed (R² = 0.4489).     

基于距离反比法的土壤盐分三维空间插值研究

以新疆兵团一块面积约70 hm2的盐碱地为研究对象,采用EM38与土钻取样相结合的方法得到了126个点不同土层(0~200 cm)的1 386个土壤盐分数据,应用三维距离反比法(3D-IDW)对土壤盐分进行了空间插值,探讨了垂向坐标扩大倍数和搜索点数对插值结果精度的影响。结果表明,研究区0~140 cm土层盐分平均含量较高,为1.84~2.11 g/kg,盐分变异较大,而140~200 cm土层盐分平均含量较低,为1.74~1.79 g/kg。所有土层盐分含量的统计特征值(平均值、标准差和变异系数等)均随土层加深而呈现递减的趋势。土壤盐分实测值和估计值的均方根误差随垂向坐标扩大倍数的增大而减小,随搜索点数的增加而增大,其值在0.1~0.4 g/kg范围内变化,当垂向坐标扩大300倍、搜索点数为6个时,插值效果较优。采用确定的参数对研究区的土壤盐分进行了三维空间插值,结果表明土壤盐分空间分布特征与实测值比较吻合,大部分区域土壤盐分含量小于2.5 g/kg,靠近北部和南部边界区土壤含盐量较低,属于非盐化土区,而大于4 g/kg盐化土主要分布在中间和南部局部区域。研究区80%土壤为非盐化土和轻度盐化土,20%为中度和重度盐化土。影响该区盐化土分布的主要因素有灌溉、局部地形、粘土层位置、地下水埋深和矿化度。当不同方向的取样间距相差很大时,选取合适的垂向坐标扩大倍数和搜索点数对保障3D-IDW法的插值结果精度至关重要。     

基于运动信息引导的高原鼠兔目标跟踪方法

针对自然生境环境下高原鼠兔平滑运动和突变运动共存时,基于平滑性运动假设的跟踪方法稳定性和准确性低的问题,提出了一种运动信息引导的高原鼠兔跟踪方法。通过提取鼠兔相邻帧的运动信息,利用运动信息来判断鼠兔的运动模式,从而采取相应的采样跟踪策略。当运动模式判定为平滑运动时,采用马尔可夫链蒙特卡罗采样跟踪方法;当运动模式判定为突变运动时,采用Wang-Landau蒙特卡罗采样跟踪方法。实验结果表明:基于运动信息引导的目标跟踪方法的成功率达到95.49%,而Wang-Landau蒙特卡罗方法的成功率为93.68%;所提方法的中心点误差均值和方差为13.46和67.89,分别是Wang-Landau蒙特卡罗方法的84.18%和40.67%,减小了15.82%和59.33%。