干喷钢砂在电弧喷涂修复曲轴中的应用

表面粗化在电弧喷涂中具有重要作用,涂层质量很大程度上取决于表面粗化预处理的效果。应用正交试验法对干喷钢砂工艺参数对喷砂效果和结合强度的影响进行了试验研究,确定了优化的干喷钢砂电喷涂工艺规范。粗糙度测试结果表明,采用优化的工艺规范处理表面,粗化质量符合国家标准要求。发动机台架试验结果表明,优化干喷钢砂电喷涂工艺规范用于修复曲轴是可行的。     

采用运动图像处理检测排种器充填性能

针对人工测量和光电检测排种器性能的弊端,提出了采用运动图像处理检测排种器充填性能的方法。研制了检测多目标高速运动物体(种子)计算机图像处理系统,分析了光照对抓拍运动物体的影响和图像的采集过程,给出了系统的拍摄区域和合理的图像处理窗口,并运用最佳熵门限法准确提取目标和背景,建立了根据种子边缘、面积及种子之间的距离检测排种器充填性能的适用算法。试验表明:采用该系统误差小,速度快     

精确农业的社会经济特征和经济分析问题初探

精确农业作为基于高科技知识的农业技术体系,被人们认为是实现农业可持续发展的先进生产方式。该文首先从系统的观点出发阐述了精确农业的社会经济特征,主要包括精确农业对农业及其相关产业、市场的影响;并着重探讨了精确农业的经济分析问题,包括风险分析、经济效益评价等     

河北省沙尘暴与水土流失

2000年3－5月北方发生了13次沙尘暴,使人们谈沙色变,记忆犹新,认识到北京及其周边地区的生态环境在恶性。沙尘暴是现有的水土流失,是严重的水土流失,是植被破坏后造成的恶果,是与滑坡、崩塌、泥石流类似的生态灾难。河北省张家口和承德是沙尘的主要沙源地,治理好该地区的水土流失,对实现其可持续发展至关重要。     

粘粒矿物和有机质对土壤胶体比表面的影响

分别从黑土、黄绵土、黄棕壤、红壤和砖红壤提取<2nm的胶体,测定去有机质前后土壤胶体比表面;并用猪粪中提取的胡敏酸与上述5种土壤胶体相作用,由泥炭中提取的胡敏酸与蒙脱石、伊利石、高岭石相作用,测定其复合胶体的比表面;研究了粘粒矿物类型和胡敏酸对土壤胶体比表面的影响。结果表明,土壤胶体比表面大小与其所含主要粘粒矿物类型密切相关。5种土壤胶体比表面大小为:黑土>黄棕壤>黄绵土>红壤>砖红壤。砖红壤胶体去游离氧化铁后,胶体比表面明显降低;但黄棕壤胶体去游离氧化铁后比表面反而增加。有机质对土壤胶体比表面的影响因土壤类型不同而异,去除有机质后,黑土、黄绵土和黄棕壤胶体的比表面增加;而红壤、砖红壤胶体的比表面无明显变化。黑土和黄棕壤胶体与猪粪胡敏酸复合后,比表面降低;而砖红壤胶体与猪粪胡敏酸复合后反而增加。泥炭胡敏酸与蒙脱石、伊利石胶体复合后比表面降低;而高岭石却增加。     

马铃薯片红外加热灭酶脱水试验及动力学

该文研究了生产低油薯片的一种前处理工艺,并为后续的油炸工艺提供基础。试验考察了辐射距离、样品厚度、处理时间等工艺参数对马铃薯片水分比(moisture rate,MR)、脱水速率、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)相对残留活性、颜色等指标的影响,并进行了酶钝化动力学模型的研究。试验证明,辐射距离由15.5 cm减少到9.5 cm,样品厚度1.3 mm减少到0.8 mm时,马铃薯片最大脱水速率由0.24 g,(g·s)增加到0.59 g(g·s),PPO失活递减时间从364 s减少到152 s,色差值△E由5.26减少到1.66,,因此,马铃薯片红外处理应尽量采取高温短时处理。一级动力学模型能较好地预测加工过程中马铃薯片PPO失活情况(R~2=0.926~0.988)。PPO相对残留活性低于10%时,马铃薯片的湿基含水率由初始的77.71%降至44.58%~62.04%,预示着灭酶的同时脱除部分水分。后续油炸试验时,可选辐射距离为9.5 cm,处理厚度分别为0.8和1 mm,相应的处理时间为150和180 s时,这可得到较高品质的产品,其中PPO相对残留活性分别为8.51%和2.44%,最终湿基含水率为55.44和61.49,色差值△E为1.66和2.24。研究结果为后续油炸试验前处理工艺提供了参考。     

基于高光谱成像的水稻穗瘟病害程度分级方法

为了快速、准确地进行水稻穗瘟病害程度分级,以实现水稻品种抗性评价或精准的田间化学防治,该研究提出了一种光谱词袋(bag of spectrum words,Bo SW)模型分析方法,分析稻穗的高光谱图像,自动评判穗瘟病害程度。首先,稠密规整地将高光谱图像分割成小立方格,计算每个立方格像素的平均全波段包络矢量,用K-Means算法聚类形成典型光谱包络词典。词典中光谱包络"词"(word)用作高光谱图像表达的"基",直方图统计各光谱"词"在高光谱图像样本中的出现频度,形成光谱图像的词袋表达。采用Hyper SIS-VNIR-QE光谱成像仪获取田间采集的170株稻穗样本高光谱图像,用Bo SW方法生成其词袋表达;植保专家根据病害程度类别确定光谱图像样本标签。随机选择2/3"词袋表达-病害程度等级标签"数据对构成训练集,采用卡方-支持矢量机(chi-square support vector machine,Chi-SVM)分类算法建立穗瘟病害程度分级模型。余下的1/3样本构成测试集,测试穗瘟病害等级模型的预测性能,分类识别精度为94.72%,高于主成分分析(principle component analysis,PCA)、敏感波段选择等传统光谱分析方法,其识别精度分别为83.83%和79.83%。该研究提高了穗瘟病分级的自动化程度和准确率,也可为其他病害分级检测提供参考。     

基于高光谱的冬油菜植株氮素积累量监测模型

为无损和定量研究高光谱技术在冬油菜植株氮素积累量(PNA,plant nitrogen accumulation)时空变化监测的适宜性及准确性,该文以两年田间氮肥水平试验为基础,采用单变量线性和非线性回归方法,建立基于特征光谱参数的冬油菜P NA高光谱估算模型。结果表明,采用比值光谱的方法可显著提高冬油菜冠层光谱反射率与PNA间的相关性,其最佳的波段组合为1 259 nm与492 nm处光谱反射率比值(R1259/R492),决定系数R2为0.85。高光谱参数间,以比值植被指数(RVI-5)、归一化光谱指数(NDSI)、线性内插法红边位置(REIP)、三角植被指数(TVI)、742 nm处一阶微分光谱值(FD742)和红边面积(SDR)等光谱参数与PNA相关性较好(平均R2和标准误SE分别为0.69和42.70),且以FD742表现最优(R2=0.79,SE=35.66)。精度分析结果显示,以光谱参数R1259/R492和FD742为自变量的指数方程模型作为高光谱监测油菜PNA的最佳模型,各生育期Noise Equivalent(NE)均较低且表现稳定,同时模型估测精度较高,R2分别为0.98和0.98,相对均方根误差RRMSE分别为0.73和0.72,相对误差MRE分别为14.42%和10.31%。该方法为快捷和精确评估冬油菜PNA提供了新的研究思路。     

基于叶面积指数(LAI)的小麦变量施氮模型研究

为探讨基于叶面积指数变化的小麦变量施氮技术,依据养分平衡原理和"作物-土壤-环境-技术"整体原则,采用土壤空间信息数据与小麦需氮量和各生育阶段叶面积指数相结合的方法,设计了小麦播前施氮总量和播后精确追氮的数量模型.根据拔节期和抽穗期小麦的长势,对施氮量的初值进行订正,确定小麦的最适追氮量.在河南郑州市和鹤壁市两地的试验验证结果表明:小麦产量模拟值与实测值间的相关系数分别为0.7799和0.7169,达显著水平.与传统施肥技术相比,在相同产量下,使用模型后每公顷施氮量减少43.5 kg.该研究提出的基于模型的变量施氮技术,可以兼顾天气、地力和作物长势三方面因素,最终实现小麦的精确施氮,对促进精确农业的发展具有重要意义.