基于预适应路径追踪的收割机 RAC 导航系统

【目的】针对模糊纯追踪模型追踪误差大、响应速度慢的问题,分析收割机实际工作环境和工作特征,将预测控制理论与模糊纯追踪模型融合,设计并实现一种应用于收割机全自动作业的预适应路径追踪模型。【方法】该模型采用模糊控制理论中根据运动情况对参数动态调节的方法,将纯追踪模型中的前视距离参数由原本的固定值替换为根据追踪误差自适应的变化量,从而满足农业机械在农田复杂环境中的路径追踪需求。针对参数动态调节不能立即生效问题,该模型采用预测控制理论,通过内置收割机运动学模型,在追踪发生之前预测追踪结果,提前对追踪量进行校正,提高其追踪精度。【结果 /结论】通过使用Matlab+Simulink平台对基于预适应路径追踪模型的收割机RAC导航系统进行仿真和实际测试,结果表明,改进后的导航系统相比基于模糊纯追踪模型的农机导航系统,追踪误差下降了91.9%。通过在搭载了RAC卫星接收机的收割机上部署该导航系统,经过测试,在3 km/h的速度下追踪误差为平均0.63 m,满足低成本收割机全自动作业需求。     

基于迁移学习的水稻病虫害识别

【目的】水稻病虫害是引起水稻减产的重要因素。准确地识别水稻病虫害类型,及 时采取有效的针对性预防措施,有助于避免因水稻减产带来的经济损失。然而,聚焦于人 脸和花草等常见事物的识别技术,在农业领域特别是水稻病虫害识别领域应用较少,而 目前已有的水稻病虫害识别研究存在数据量小和数据种类不够丰富等问题。【方法】文 章搜集了2.0372 万张水稻病虫害图片,并以此构建了完整的水稻病虫害识别数据集,基 于迁移学习的思想,在ResNet50 的预训练模型基础上构建了一个针对16 种主要水稻病 虫害识别的深度模型。同时,考虑实际应用的需要,搜集了9 928 张其他图片（包括人 像、汽车等）,结合9 675 张水稻病虫害图片,构建了一个二分类数据过滤模型,以此来 避免非水稻病虫害图片被识别为某一类病虫害的不合理结果。【结果】有预训练模型验 证结果的top-1 准确率达到了95.23%,F1 系数为77.83%,相较无预训练模型top-1 准确 率提升了24.51%,F1 系数提升了56.66%。数据过滤模型的过滤准确度达到了99.60%。 【结论】基于迁移学习的水稻病虫害识别模型,使水稻病虫害识别结果更加准确。非水稻病 虫害过滤模型,有效地解决了实际应用中非水稻病虫害图片被错分为某一类水稻病虫害的 问题。     

农村电子商务现代化供给体系建设的协同机制与 路径分析

【目的】打破传统的的工作模式，建立多元、常态化协同治理机制，是构建农村电子 商务供应集成体系的有效手段。【方法】文章基于协同治理理论、电子商务理论将农村电子 商务划分为政府、企业、供应商、平台和其他因素5 个维度，通过构建协同治理影响因素理 论模型，以问卷调研数据为基础，运用结构方程模型等方法进行假设检验分析。【结果】政 府扶持、企业赞助、供应商支持、平台支撑等对协同治理环境的构建有显著影响，政府扶 持、企业赞助、供应商支持、平台支撑产生的协同关系对供给的可持续发展具有显著影响。 【结论】5 个维度形成的协同互动关系对农村电子商务供给集聚具有积极的正面效应。     

小波变换—BP 神经网络的农产品价格预测研究

【目的】农产品价格变动关乎国计民生,由于农产品的价格受到多方面因素的共同影响,其价格预测也一直是研究中的难点。只有充分分析农产品价格的变化趋势才能提高价格预测精度,更好地指引农产品产业健康发展。【方法】文章以菠菜、大白菜、番茄、辣椒和马铃薯5种蔬菜为研究对象,基于2013年1月至2018年12月共72组月度价格数据,研究农产品价格变动趋势,并基于小波变换和BP神经网络构建农产品价格组合预测模型。首先利用小波变换对价格进行db5的3尺度分解,其次采用BP神经网络模型对分解出的趋势部分和细节部分分别进行预测,最后对各分量的预测结果进行组合重构。【结果】采用预测精度指标对5种蔬菜的价格预测结果进行评价分析,其平均绝对误差最小值为0.083元/kg,平均百分比误差最小为3.95%,均方根误差最小值为0.102。【结论】将小波变换和BP神经网络结合起来的组合预测模型具有较好的农产品价格预测性能,该组合方法能适应多种蔬菜的价格预测,具有普适性。但农产品价格波动幅度和强度会对该模型的预测精度产生影响。     

基于产量反应的粮食作物养分专家系统微信版应用

【目的】针对我国小农户生产中肥料施用不合理导致肥料利用率低等现状,建立基于产量反应和农学效率的养分专家系统微信版,研究其在三大粮食作物上的应用效果。【方法】2017—2018年在水稻、玉米和小麦主产区10个省份(吉林省、黑龙江省、湖北省、安徽省、江西省、湖南省、内蒙古自治区、山西省、山东省和河北省)开展了225个田间试验,从施肥量、产量、净效益和肥料利用率方面对养分专家系统微信版进行矫正和改进,每个试验包括6个处理:(1)NE处理,基于养分专家系统推荐施肥处理;(2)FP处理,基于农民习惯施肥措施处理;(3)ST处理,基于测土施肥或当地农技部门推荐施肥处理;(4)基于NE处理的不施氮处理;(5)基于NE处理的不施磷处理;(6)基于NE处理的不施钾处理。【结果】总体而言,与FP和ST处理相比,NE处理降低了氮肥和磷肥施用量,平衡了钾肥用量,而水稻、玉米和小麦产量增加了0.1～0.6 t/hm~2。NE处理降低了肥料花费,但水稻、玉米和小麦均增加了净效益,与FP相比,分别增加了1 798、895和528元/hm~2;与ST相比,分别增加了894、360和365元/hm~2。【结论】应用大量的田间试验数据,采用计算机软件技术,形成了养分专家系统微信版,并通过田间验证进行了校正和改进。其在土壤测试条件不具备或测试结果不及时的情况下,养分专家系统是一种简便、易操作的指导施肥新方法。     

1987—2019 年吉林省梨树县土地利用动态研究

【目的】定量分析梨树县土地利用状况，为梨树县土地利用结构调整、农业布局优化 提供科学参考。【方法】文章以梨树县为研究区，在1987 年、2003 年和2019 年Landsat 5/ TM、Landsat 8 OLI 影像的基础上，进行支持向量机分类（SVM）。同时，以转移矩阵、土地 利用动态度、土地利用程度、信息熵等为主要方法实现对梨树县30 余年土地利用动态的定 量表达。【结果】（1）耕地、林地、草地和建筑用地的变化最为显著，其中耕地面积增加态 势明显，1987 年、2003 年、2019 年面积占比均保持在75% 以上。（2）林地形态较为集中， 面积持续减少，以分布在东南部为主；水域、草地主要接受来自耕地的转入，呈现出“先减 后增”的态势，表明这一时期人类干预对土地利用起到积极作用。（3）建筑用地不同程度地 接受来自耕地、林地、其他用地的转入。（4）从信息熵原理来看，梨树县土地利用类型分布 不均匀，均衡度较低，均质性较弱。【结论】经济发展在一定程度上伴随着建筑用地的扩张 和耕地面积的减少，从而改变土地利用格局。同时，气候变化对土地利用也造成了影响。该 结果及结论可为研究区农业转型升级、乡村振兴、农业风险防范提供支持。     

兰州—西宁区域人口和资源承载力研究

采用人口基尼指数、人口重心、相对资源承载力等指标和方法,分析1987-2007年兰州-西宁区域31市县人口集中性和差异性,并计算相对资源承载力大小.结果表明:①兰州一西宁区域总人口和非农业人口集中指数和基尼指数变化趋势相反,其中非农业人口集中指数、基尼指数有增大趋势;②人口重心、经济重心和非农业人口重心三心位置不一致,但是移动方向相似,且经济重心移动的速度最大;③区域范围内人口分布与经济总量高度相关,人口与耕地表现出较弱的正相关性;④兰州-西宁区域人口属于超载状态,但是超载的人口规模在减小;最后将31市县分为超载类型区、富余类型区和临界类型区三种类型区.     

珍贵阔叶用材树种胡桃楸高效栽培技术要点

本项研究在充分调查和分析了胡桃楸天然林和现有人工林的生长情况的基础上,根据大径材定向培育的需要,开展了立地选择、初植密度、混交树种及混交方式、整地及栽植方式、幼林抚育等技术的概括,提出了核桃楸用材林高效栽培技术,为胡桃楸大径材培育提供了科学依据。     

近30 年南京市水域消长及其原因分析

【目的】水作为重要的农业资源,在农作物种植、水产养殖等方面起着重要的作用,因此了解研究区域生态系统中自然环境因素和人类活动对水体变化的综合影响,能为同类地区合理利用地表水体资源提供借鉴。【方法】选取多年同期Landsat系列影像为主要信息源,依据水体信息遥感提取结果,采用空间变化强度指数和区域重心模型等,对南京市水体面积的时空变化特征进行分析,在此基础上,基于多因子回归分析法,结合高分辨率影像验证,对南京市不同时期的水域变化主要影响因素进行分析。【结果】1990—2018年,南京市的水域分布重心持续南移,水体面积总体上呈扩大发展态势,但在此期间,由于气候变化、城市用地扩张和水产养殖业发展等因素的影响,南京市水域面积表现出阶段性增减的波动特征,尤其是1994年因为降水严重偏少等引发的干旱,导致当年该市水域面积降到了近30年来最低水平;此后,包括溧水和高淳两县在内的南京市以南地区,由于水产养殖规模扩大,越来越多的农田被开挖成鱼塘,这是南京市水域分布重心不断向南移动的主要原因。     

双天线GNSS 精准平地控制系统试验

【目的】利用双天线GNSS的精准平地系统可以达到提高土地平整度、提高肥料利用率和降低水土流失的目的,可以提高农作物产量、提高平地机在不同地形作业的精度和效率,减少农民的劳动强度。【方法】GNSS精准平地控制系统通过GNSS移动站接收到的GNSS差分站发送的差分信号确定平地铲的高程和姿态角,向控制器发送指令调节电磁换向阀的开闭,通过控制液压油管中流量和流向实现实时精准调节平地铲高程和姿态角的工作目标。【结果】1.平整作业后土地最大高差从平整前的0.245 m高差缩减到0.139 m,平整度显著提升;2.该试验平地铲最大姿态角为1°,即平地铲变化范围小,始终保持平稳;3.试验田平整后记录点到基准平面距离小于2.5 cm的点占总试验田面积60%以上,平地效果良好。【结论】双天线GNSS精准平地控制系统定位精确可以达到厘米级、稳定性高、不受拖拉机行驶速度影响;液压系统响应快速,可以实现根据控制器信号精准调节平地铲高程和姿态角;系统整体设计合理,平地效果达到精准平地要求。