我国荷斯坦种公牛个体识别和亲子鉴定DNA数据库的建立

为了构建我国荷斯坦种公牛个体及亲子鉴定DNA数据库,本研究从联合国粮农组织(FAO)和国际动物遗传学会(ISAG)推荐的具有高度多态性的微卫星标记中选取11个常染色体微卫星标记(BM1824、BM2113、ETH、ETH10、ETH225、INRA023、SPS115、TGLA53、TGLA122、TGLA 126和TGLA227)以及4个自逸的Y染色体微卫星标记(MAF45、MCM158、UNM0108和UMN0929),采用荧光引物PCR和ABI3130遗传分析仪,对2 150头荷斯坦种公牛(Bos taurus)个体基因型进行了检测,并探讨其用于牛个体识别和亲子鉴定的可行性.研究结果表明:15个微卫星标记平均杂合度为0.766,平均多态信息含量为0.738,其中MCM158标记平均多态信息含量最高为0.866,SPS115标记最低为0.588,均属于高多态性标记.15个标记累积个体识别能力为99.99％,累积非父排除率达到99.99％,随机个体一致性概率为1.62×10-17.研究结果表明上述15个微卫星标记进行个体识别和亲子鉴定的效力与可靠性均很高,同时初步建立了荷斯坦种公牛DNA数据库.从而使个体识别和亲子鉴定程序标准化、统一化和简便化.     

基于相似度的温室无线传感器网络定位算法

针对温室移动节点定位简单、易实现要求,提出了一种基于相似度的温室无线传感器网络定位方法。该方法主要包括虚拟网格划分、测量距离修正、节点定位3个阶段。首先,汇聚节点根据信标节点的分布信息,将温室区域等分划分虚拟网格,并返回除区域边界外的网格顶点的坐标;然后,汇聚节点通过比较信标节点间测量距离与真实距离的偏差,获得各信标节点的误差系数,用以修正传感器节点与各信标节点间的测量距离,并按序组成距离向量;最后,量化该距离向量与所有除区域边界外的网格顶点到各信标节点的距离向量之间的相似程度,选取相似度最高的网格顶点的质心为传感器节点的估计位置。仿真试验表明,该方法充分考虑测距误差、虚拟网格、信标节点数量对定位误差的影响,具有较高的稳定性和定位精度,能够满足网络定位成本受限的温室定位需求;将该方法与支持向量机定位算法进行比较,2种算法的定位误差均值分别为2.5407、2.9195 m,定位算法平均运行时间分别为0.2326、2.3719 s,表明该方法具有更低定位误差和计算复杂度。     

南京沿江典型蔬菜生产系统土壤重金属异常的源解析

以南京沿江典型蔬菜生产系统为研究对象,通过测定并分析表层土壤、剖面土壤、肥料及大气降尘中重金属含量,揭示了土壤重金属异常的空间变异特征以及土壤重金属的来源。结果表明,(1)研究区表层土壤镉(Cd)、砷(As)、汞(Hg)、铅(Pb)、铜(Cu)、锌(Zn)和铬(Cr)平均含量均高于南京市土壤背景值,部分样点土壤Cd含量超过了国家土壤环境质量标准的二级标准,在土壤中呈现较高的累积;(2)除Cr以外,其他表层土壤重金属均呈现东南偏高西北偏低的空间分布特征,与土壤有机质的空间分布规律一致;(3)土壤重金属累积和分布状况与研究区的地形、周边工农业布局以及风向有关;(4)除土壤重金属累积的自然背景原因以外,农业施肥和大气沉降对土壤重金属的累积具有非常重要的贡献。     

宁夏盐池植被覆盖动态变化遥感监测

基于NDVI和植被覆盖度像元分解模型,建立了TM影像尺度下的盐池县植被覆盖度遥感定量模型,在此基础上研究了盐池县1989年和2003年两个时期植被覆盖的动态变化。研究表明,1989~2003年盐池县植被呈增加趋势,荒漠化出现转逆,并进一步分析荒漠化变化的原因。     

基于Kinect相机的苹果树三维点云配准

为建立具有真实彩色信息的果树三维点云形态结构模型,用Kinect相机获取不同视角下果树的原始三维点云,针对传统最近点迭代算法对待配准点云的空间位置要求苛刻的问题,提出了改进的点云配准算法。首先通过归一化对齐径向特征算法搜寻点云关键点,并使用快速点特征直方图描述子计算关键点处的特征向量。然后根据求得的特征向量估计2片点云关键点之间的空间映射关系,再基于随机抽样一致性算法提纯映射关系并完成点云的初始配准。最后利用最近点迭代算法完成点云的精确配准。实验结果表明,通过在最近点迭代算法前增加点云初始配准算法,有效地提高了点云配准的准确性和稳定性,能够对任意初始位置的2片点云进行准确匹配,平均配准误差为0.7 cm。     

基于改进遗传算法的农机具视觉导航线检测

针对机器视觉导航系统现有导航线提取算法检测速度慢、抗干扰性差等不足,提出一种基于改进遗传算法(IGA)的导航线检测方法。图像中作物行走向近似为一条直线,从图像顶边和底边分别随机选一个点进行染色体编码,通过遗传进化选择适应度最高的个体作为作物行直线编码,进而得到导航线。改进遗传算法采用概率保留法和最优保存策略相结合的方法作为选择算子,提高了算法的搜索效率和精度;通过自适应调整交叉概率和变异概率,提高了算法的收敛速度和全局搜索能力。动态导航跟踪试验表明,改进的遗传算法与标准霍夫变换、标准遗传算法(GA)在导航线提取性能上相比,具有抗干扰性强、检测速度快等优点。当导航速度为0.6m/s时,横向偏差最大值不超过76 mm,平均值小于33.1 mm,较好地满足了导航作业要求。     

基于改进粒子群优化模糊控制的农业车辆导航系统

以采用机器视觉导航的农业车辆为研究对象,提出了一种基于改进粒子群优化自适应模糊控制的农机导航控制方法。建立了车辆2自由度转向模型和视觉预瞄模型,对车辆横向控制进行状态描述。对粒子群算法进行了改进,提高了粒子群算法的收敛速度,降低了算法计算时间。构建了自适应模糊控制器,在模糊控制器中引入加权因子,以横向偏差和航向偏差时间误差绝对值积分(ITAE)之和作为系统目标函数,通过粒子群算法计算得到最优加权因子,进而调整控制规则实现导航车辆的自适应控制。仿真和导航试验结果表明,提出的控制方法可以迅速消除横向误差,具有超调量小、响应速度快等特点,既保留了模糊控制算法的优点,又提高了系统控制品质。在相同参数条件下,与常规模糊控制相比,改进模糊控制算法导航精度显著提高。当车速为0.8/s时,直线路径跟踪最大横向偏差不超过4.2 cm,曲线路径跟踪最大横向偏差不超过5.9 cm,能够较好地满足农业车辆导航作业要求。     

基于GNSS农田平整全局路径规划方法与试验

针对全球导航卫星系统(Global navigation satellite system,GNSS)农田平整系统缺少作业指导且效率低等问题,提出了一种基于GNSS农田平整全局路径规划方法。分析农田实际平整条件,创建适用于土地平整的农田地形环境模型,生成农田地势信息图,研究整块农田地势高程分布特征,以平地作业中空载、满载的无效作业状态最少,转向操作与重复行走最少为条件,生成遍历整个农田的土地平整路径,并通过拉力传感器实时监测铲车载荷。仿真试验结果表明,相对于常规平整方法,所提方法空载、满载率显著减小,达到目标平整度时间节省50%以上。该方法可以规划有效路径,减少无效作业时间,平地效率提高30%以上。     

碱法热处理对蓝藻厌氧发酵生物转化及微囊藻毒素降解效果的影响

以蓝藻为原料的厌氧发酵生物转化效率差,产气量低,恰当的预处理工艺可以调整蓝藻特性,提升厌氧发酵的产气效率。本文研究碱法热处理耦联的预处理工艺对蓝藻降解效果的影响,采用旋转组合设计法,以蓝藻藻浆SCODcr为响应值,研究预处理3个主要参数变化对蓝藻细胞的分解效果。结果表明,三次多项式数学模型可以很好的拟合联合预处理工艺参数对蓝藻藻浆SCODcr的影响,模型的R²为0.983 9。验证试验表明：当NaOH处理浓度为3%、78℃处理5.6 h时,蓝藻藻浆SCODcr为5 446 mg·L^-1,是采用1% NaOH、40℃处理3 h,蓝藻藻浆SCODcr值（2 570 mg·L^-1）的2.12倍。厌氧发酵结果表明,经优化处理后的蓝藻藻浆产气率较对照提高了4.72倍,达425.4 mL·g^-1 VS。同时,研究发现经预处理的蓝藻厌氧发酵后,烘干的藻粉中不含MC-RR,MC-YR含量仅为0.58×10^-2 μg·kg^-1,可安全地用于制备复合有机肥。     

1951～2008年沈阳市温光水气候变化特征分析

采用气候倾向率、序列相关系数和累计距平等分析方法,对沈阳市1951～2008年温光水历史资料进行计算分析。结果表明：1951～2008年沈阳市气温呈明显增加趋势,光照呈明显减少趋势,降水量趋势变化不明显;气温趋势升高1.4℃,1980年是气温变化的跃变点,其前后气温平均升高0.8℃;冬半年是气温升高的主体;总热量趋势增加290℃;日照时数趋势减少320h,1982年是日照时数变化的跃变点,其前后日照时数平均减少197h。