基于GOES数据和弱约束变分的地表水热通量估算

基于弱约束的四维变分方法和陆面过程模式发展了一个地表温度的陆面数据同化系统。本文反演了地球静止业务环境卫星(Geostationary operational environmental satellite,GOES)的地表温度,并将反演的地表温度同化入陆面过程模式,改进陆面过程模式中地表水热通量的估算精度。以弱约束的变分方法通过在代价函数中增加弱约束项代替陆面过程模式动力方程组中存在的模式误差,构建新的代价函数并对其优化,从而改善模式中显热与潜热的估算精度。将GOES地表温度与实测地表温度进行比较,其均方根误差(RMSE)作为试验中的观测误差。选择美国通量网AmeriFlux中2个主要农业站点的气象和通量数据作为试验数据,对同化系统进行驱动和验证。结果表明同化后的地表温度、潜/显热估算精度均有提高。其中,各站地表温度RMSE平均仅为1 K,显热通量平均RMSE下降22 W/m2,潜热通量平均RMSE下降26 W/m2。因此结合陆面过程模式的弱约束变分方法同化GOES反演温度产品估算近地表水热通量的方法是有效且可行的。     

NiO/HZSM-5催化改性生物油模拟物研究

以HZSM-5为载体,通过浸渍法制备不同NiO负载量的NiO/HZSM-5催化剂并进行表征,发现负载量为8%的催化剂表面形貌相对平整,比表面积、酸位等特性较理想。通过生物油模拟物催化试验对催化剂性能进行评价,试验结果表明负载量和反应温度都对催化剂活性有明显影响。在反应温度为400℃时,负载量为8%的催化剂使模拟物中甲苯和愈创木酚具有较好的转化率,分别达到83%和88%;较HZSM-5催化的情况分别提高60%和70%。改性后生物油的热值也可增加约30%。负载物NiO的加入使催化剂表面强酸位降低约45%,同时提高了催化剂的稳定性和抗积碳能力,延长了催化剂使用寿命,其中8-ZSM-5催化剂在反应6 h后仍保持较高活性。     

基于遥感的冬小麦长势等级与气象因子相关性分析

利用遥感数据,以陕西、甘肃两省为例,探讨了冬小麦不同生育期内不同等级的长势状况及其与气温、降水、日照等气象因子的相关性。将冬小麦的生长发育过程分为7个不同的生育期,借助植被指数NDVI,利用GIS空间分析方法,分析了不同生育期内作物生长发育动态变化状况;探讨了2011—2012年不同生长发育期内,不同等级的冬小麦长势状况与同生育期、前一生育期及生育期内累计温度、降水、日照时数等气象因子的相关性。结果表明,2011—2012年,陕西、甘肃两省冬小麦长势在空间上呈现越冬前较好,越冬期略变差,之后恢复变好的状况,但同时存在时空分布差异。相关分析结果表明,就平均来说,无论冬小麦长势状况如何,冬小麦长势和累计降水之间的相关性都大于同期和前一生育期的相关性,显示了降水在冬小麦整个生育期内的重要性;温度对冬小麦的影响根据冬小麦长势等级的不同而不同;日照方面,不论冬小麦长势等级如何,各种不同等级的长势都和累计日照时数相关关系最大。研究同时表明,长势好和长势差的冬小麦对降水较为敏感,而温度在整体上对长势正常的冬小麦影响较大。     

华北土石山区模拟降雨下土壤溅蚀研究

采取野外模拟降雨试验,研究了降雨强度、降雨动能以及降雨历时对溅蚀量的影响规律,分析了溅蚀土粒的距离、方位的分布特征,以及溅蚀土粒的粒径组成规律。研究结果表明:雨滴击溅过程中,在不同强度的降雨作用下,下坡方向产生的溅蚀量最大,上坡方向产生的溅蚀量最小。溅蚀总搬运量与溅蚀净搬运量均与降雨强度呈正相关。溅蚀量与降雨强度呈指数函数关系,与降雨动能呈现线性函数关系。溅蚀率与降雨历时呈现指数函数关系。溅蚀土粒主要分布在0~10 cm,占溅蚀总搬运量的45.40%~57.75%,在50~60 cm内的溅蚀量所占比例不高于1.75%。溅蚀量与溅蚀距离呈负指数函数关系。溅蚀土粒径小于等于2 mm,溅蚀土粒中细砂粒和粗粉粒百分比与原状土壤较为接近,粗砂粒百分比远低于原状土壤,而粘粒百分比高于原状土壤,粉粒百分比低于原状土壤。溅蚀土粒中细砂粒(0.05~0.2 mm)最易于被溅蚀,而小粒径(小于0.002 mm)和大粒径(大于0.2 mm)土壤颗粒不易被溅蚀。当降雨强度足够大时,对于同种特征的土壤,溅蚀土粒存在稳定的粒径组成。当降雨强度保持不变时,溅蚀平均粒径随溅蚀距离的增加而变小。溅蚀距离在0~30 cm,溅蚀平均粒径的变化率较大;随溅蚀距离的不断增加,溅蚀平均粒径的变化率较小。     

基于GF集理论的五自由度混联机器人构型综合

基于GF集理论提出了一种简单而有效的混联机器人构型综合方法。首先阐述了GF集的基本概念、运算法则及转动特征存在条件。其次通过分析混联机构结构组成特点,提出了基于GF集元素组合和转动轴线迁移定理安排混联机构拓扑结构的方法,建立了混联机构数综合方程并给出了混联机构构型综合的具体步骤。基于该构型综合理论,综合出了具有确定运动特征的3T2R混联机构。针对综合出的混联机构,提出了一种混联机构末端运动特征的分析方法,运用该方法分析了一种综合得到的3PRPaRRR混联机构,证明了该构型理论的正确性。设计出的3PRPaRRR混联机构具有结构紧凑、定位精确、高速等优点,同时给出了实例应用。     

粉煤灰和猪粪好氧混合堆肥过程中养分转化研究

以猪粪为堆肥原材料,以玉米秸秆粉为调理剂,并添加干质量分数为0、2.5％、5.0％、7.5％和10％的粉煤灰进行90 d好氧堆肥,研究不同用量粉煤灰对猪粪堆肥过程中养分转化的影响。结果表明：添加粉煤灰能提高堆体的pH值,但在后期对电导率（EC）的增加有一定的抑制;碳氮比随着堆肥时间的延长而降低,而总氮（TN）则相反;当粉煤灰质量分数达10%时,在60d后堆体TN明显降低;添加粉煤灰对NH+4-N无明显影响,而所有添加粉煤灰均会抑制堆肥中NO3-N 的生成,且与粉煤灰用量呈正相关;添加粉煤灰对总磷（TP）和总钾（TK）的影响不大,但会抑制雪里蕻根部的生长。结合发芽率试验结果可以认为,90 d的试验中所添加的粉煤灰对猪粪堆肥的腐熟没有影响。     

太赫兹波谱无损检测技术研究进展

太赫兹由于具有透视性、安全性和波谱分辨能力的特点,近年来得到了较快的发展和应用,成为无损检测的新技术,并被应用于国防、工业、半导体、通信、生物医学、制药、农产品及食品等多个领域.首先介绍了太赫兹波谱技术和成像技术的原理和特点,阐述了太赫兹技术在非金属材料特性和缺陷检测中的应用,并重点分析了近年来太赫兹技术在农产品及食品领域的应用新进展.最后,分析了太赫兹波谱无损检测技术的技术难点及问题,并对其发展趋势进行了展望.     

自走式果园风送喷雾机的研制

针对我国果园施药生产现状,研制一种自走式果园风送喷雾机。该机包括底盘、传动系统、液压系统和作业组件;传动系统采用分路传动,并实现各传动装置独立工作;作业组件包括雾化装置、风送装置及控制系统等;同时完成果园喷雾机底盘的抗侧翻设计。试验考核和示范应用结果表明:该机性能稳定、作业顺畅,在喷雾压力1.0MPa、风机转速1 450r/min、行驶速度1.13m/s作业条件下,树冠内部枝叶正、反面平均有61.22%、20.9%的药液附着率,树冠外部枝叶正、反面平均有77.22%、37.17%的药液附着率。     

基于最小平方误差的单倍体和二倍体分类方法研究

基于玉米油分的花粉直感效应,采用核磁共振鉴别单倍体,快速、准确、低成本地确定单倍体与二倍体之间的含油率阈值,是实现大批量自动鉴别的前提和关键。提出一种基于最小平方误差的单倍体和二倍体分类方法,通过少量籽粒确定含油率阈值的研究,对单倍体和二倍体进行识别。以10个玉米组合为研究对象,利用核磁共振分析仪测定各组合一定数量单倍体和二倍体籽粒的含油率,依据最小平方误差方法确定各组合油分阈值,并通过逐级递增训练集样本数量的方法,确定油分阈值所需训练集规模,获得含油率阈值,能够满足单倍体正确识别率及对二倍体正确拒识率的均值达到90%以上的要求,为核磁共振全自动单倍体鉴别系统的后期大规模分类提供参数指导,提高分选效率。同时因单倍体生产效率低,运用最小平方误差的方法,通过少量的单倍体及二倍体籽粒来构建油分鉴别单倍体模型,以较小的投入获得更优的分类效果在玉米单倍体自动化分选中具有非常重要的现实意义,将该分类方法应用到全自动核磁分选单倍体系统中,可以达到较好的效果,为加快单倍体工程化育种提供保障。     

基于AABB-OBB盒的玉米叶片碰撞检测

在数字植物虚拟仿真场景中,植物三维模型之间容易出现交叉穿透现象,有必要进行快速有效的碰撞检测。选择以玉米叶片为研究对象,针对叶片形态提出了一种基于AABB-OBB混合包围盒的碰撞检测方法。首先通过AABB盒相交测试剔除部分未相交对象;然后根据叶片形态特点,对可能相交对象构造OBB盒二叉树。依据玉米叶片交叉常态,改进了分离轴测试顺序,提出了基于优先权值的节点搜索方式,并优化了特殊情况的图元测试过程。实验结果表明,该方法能够准确快速地检测到玉米叶片的交叉状况。