基于三角重组位置修正的DV-Hop混合定位算法

针对传统DV-Hop算法直接选取最近1个信标节点的平均跳距作为定位参数,在获知3个或更多信标节点的欧氏距离时利用三边测量法对未知节点硬性定位,导致定位误差较大和覆盖率降低的问题,提出了1种基于三角重组位置修正的DV-Hop混合定位算法.仿真结果表明,与传统的DV-Hop算法相比,改进算法无需附加额外特定硬件开销,有效地提高节点定位精度和覆盖率,充分证明其有效性、实用性和可行性.     

京沪穗三地近十年夜间热力景观格局演变对比研究

城市热环境是城市生态环境的重要方面,它与城市气候、城市生态、城市灾害有着重要的联系.以北京、上海、广州三地为研究区,选取近10年MODIS的夜晚地表温度(LST)产品MOD11A2,分别采用质心迁移、景观格局指数、空间自相关方法研究京沪穗三地近10年的不同等级热力景观质心迁移演变、格局变迁和空间集聚特征.主要结论为:三地热力景观随郊区向市中心趋近,体现了由低温区、次中温区向中温区、次高温区、高温区过渡的趋势;三地的中温区所占比例最大,城市热力景观破碎度三地中上海市最高,5种热力景观比较,次中温区和高温区的破碎度最高;城市热力景观离散度三地中北京市最高,低温区和高温区的离散度较高.热环境空间自相关分析表明三地均以高温-高温区,低温-低温区集聚为主,北京、广州高温-高温区分布于南部,且集中成片分布,而上海市高温-高温区分布比较离散,相对较为复杂.从分布面积来说,10a中北京、上海表现为先减少后增加,而广州则持续减少.总体而言北京热环境恶化,而广州、上海热环境有所好转.     

基于多特征融合的粒子滤波生猪采食行为跟踪

针对中国养猪业规模化、集约化迅猛发展过程中,人工观察监测记录生猪生长情况需损耗大量人力和物力,得到数据误差大的问题,该文提出将颜色特征与目标轮廓形心特征融合,基于粒子滤波算法实现生猪采食行为跟踪,当目标跟踪矩形框中心坐标和跟踪目标轮廓形心坐标之间的横坐标偏差大于跟踪目标轮廓横坐标方向的最大值与最小值的差的一半时,或其之间的纵坐标偏差大于跟踪目标轮廓纵坐标方向的最大值与最小值的差一半时,对基于颜色特征粒子滤波算法得到的跟踪矩形框的中心坐标进行二次修正,提高了目标生猪跟踪的可靠性和鲁棒性;通过对比试验,结果表明:该方法能够对目标生猪的采食行为进行自动跟踪、记录和分析,记录的目标生猪一天内的采食次数和采食时间与人工记录结果基本相同,有效跟踪平均精度为93.4%。     

改进的阈值分割法在林火图像分析上的应用1）

采用巴特沃思高通滤波器进行频域滤波,使用傅里叶函数变换方法消除所采集林火图像中的烟雾等噪声,在数学形态学对林火图像预处理的基础上,对火焰的动态特征进行了提取和识别。通过计算出林火图像的火焰面积、火焰圆形度和火焰质心偏移距离,并且经过试验数据证明,该算法可以有效的区分干扰源和火焰,精确的判断出是否有火险发生。     

基于3D视觉的番茄授粉花朵定位方法

为了给设施番茄授粉机器人授粉提供可靠的定位技术,提出了一种基于3D视觉的番茄花朵定位方法。采用RGB-D结构光相机快速获取温室内番茄植株的彩色图和深度图信息,通过YOLO v4 (You only look once)神经网络对植株上番茄花束进行目标检测,并提取出授粉花束在图像中的二维区域;使用主动对齐方式结合PCL进行彩色图像和深度图像的粗对齐,利用区域内色系单视角线性遍历方法对提取的花束区域进行精配准,获得番茄花束的空间高精度点云信息;再使用统计滤波法剔除点云信息离群点后,结合双向均值法计算花束3D box的授粉质心坐标。定位试验结果表明,该方法在温室环境中能成功对花束进行识别定位,神经网络平均检测精度达97.67%,完成单幅图像花束提取时间为14.95ms,算法获取授粉质心坐标的平均时间约为300ms。后期在温室内验证,在花束被遮挡小于80%时,算法能够对番茄花朵进行精准定位,并成功执行授粉动作,为番茄授粉机器人提供了一种新的授粉点定位方法。     

混料试验设计在肥料配比研究中的应用

采用盆栽试验研究了混料设计中的单形重心设计在氮、磷、钾配比上的应用。测定了冬小麦分蘖数、地上部鲜物质质量、干物质质量、植株全氮、全磷、全钾含量以及土壤有效氮、磷、钾含量 ,配置了各个项目的回归方程 ,求出相同产量下的氮、磷、钾肥料配比 ,再依各配比值绘制等值线。根据等值线的变化确定了肥料配比变化对作物产量的影响 ,初步验证了混料设计在肥料配比研究中的可行性     

一种抗几何攻击的图像水印算法

几何攻击能有效破坏水印信号的同步,所以几何攻击一直制约着数字水印技术的实用性。本文分析了几何攻击破坏水印信号同步的原因,并基于图心与仿射变换的关系提出了一种新颖的抗几何攻击的水印检测算法。该算法不是采用传统的图像归一化技术,所以保证了水印图像的高透明性,即保证了嵌入水印后的图像的高质量。应用该算法能有效检测出遭受过平移、旋转与缩放等几何攻击以及它们的联合攻击后的水印。实验结果表明该算法对多种几何攻击都具有很高的鲁棒性。     

极端降雨条件下秸秆覆盖坡面水流流速空间分布

坡面流流速是地表水文和水土保持研究的重要参数。极端降雨条件下,秸秆覆盖坡面水动力过程复杂,探明其流速分布规律对坡耕地土壤侵蚀预报具有重要意义。该研究的模拟降雨试验在黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室降雨大厅内进行。试验土槽宽0.25 m,长8 m,深0.3 m,底部填装黏壤土（31.8%黏粒,43.3%粉粒,24.8%砂粒）,土壤表面均匀铺设长5～7 cm小麦秸秆。试验雨强为160 mm/h2,共设置3种坡度（5°、10°和20°）和3种秸秆覆盖率（0、2和8 t/hm2）,分别在沿着坡长方向距坡顶1.15、3.15、4.15和5.15 m处设置采集点;采用电解质示踪法测量坡面水流流速,分析秸秆覆盖率对坡面流流速及其空间分布规律的影响。结果表明,极端降雨条件下质心法适用于秸秆覆盖坡面流速测量,秸秆覆盖下测量流速为0.017～0.117 m/s;秸秆覆盖可削弱雨滴对坡面流的扰动,增大下垫面的粗糙度,流速随覆盖率的增大而减小。流速随坡度与坡长的增加而增大;沿坡长方向流速变化率逐渐减小,流速最终趋于稳定;由于秸秆对水流的阻碍作用,高秸秆覆盖率坡面达到最大稳定流速的距离减小。秸秆覆盖坡面与裸坡面的水流流速存在显著的线性关系。秸秆覆盖影响坡面流流态,层流的临界雷诺数取值应小于500。研究结果对理解极端降雨条件下覆盖坡面土壤侵蚀机理具有重要意义。     

1980—2020年克鲁伦河流域草地的时空变化

[目的]分析克鲁伦河流域草地时空变化特征,对比分析中蒙两国草地变化规律,以期推动地方生态环境保护与建设,为跨境草原的可持续发展提供科学参考。[方法]以克鲁伦河流域为研究对象,基于面向对象的随机森林分类方法对Landsat系列影像进行信息提取,获得1980—2020年克鲁伦河流域5期土地覆被数据,并通过草地动态度模型、草地变化转移矩阵、质心模型及相关性分析的方法对比分析中蒙两侧草地变化及其驱动因素。[结果](1)1980—2020年克鲁伦河流域草地整体呈减少趋势,共减少486 km²,其中中国一侧草地增加130 km²(0.88%),裸土地的转入是草地面积增加的主要原因;蒙古国一侧减少616 km²(0.61%),主要转化为裸土地和耕地;(2)克鲁伦河流域草地质心向东北方向移动1.6 km。[结论]克鲁伦河流域草地退化的是自然因素和人为因素协同作用的结果,但从其面积转移来看,人类活动是导致其退化的直接原因。     

1984—2015年黄河三角洲人工湿地的演变及主要驱动因子

为研究黄河三角洲人工湿地在多驱动因素影响下长时间序列的时空演变和景观格局变化，以1984-2015年7期遥感影像为数据源，采用目视解译方法获取人工湿地的相关数据信息，在GIS、RS、ENVI等技术手段下，对人工湿地的变化率、空间质心、景观指数进行定量分析并定性分析其主要驱动因子。结果表明：31年来，黄河三角洲人工湿地总面积增加85 762.13 hm²，其中坑塘水面、人工沟渠、养殖塘、水田、盐田、水库分别增加14 620.29、1 128.18、22 648.13、30 648.51、11 220.69、5 246.61 hm²，年均变化率分别为55.52%、24.93%、10.25%、22.84%、174.32%、13.09%；质心分析结果显示，坑塘水面、养殖塘整体上呈"先东南后西北"的偏移趋势，水库有先向东南偏移后整体上呈向南部偏移的趋势，盐田有向东部近海偏移的趋势，水田由沿黄河故道到黄河现道大致呈"之"字偏移的趋势，人工沟渠大致呈"Z"形偏移的趋势；在黄河水情、风暴潮、经济、人口、政策以及自然湿地等多因素影响下，研究区人工湿地斑块个数逐年增加，景观破碎程度加大，景观形状由不规则化趋于规则化，且多样性和均匀度先增加后降低。研究表明，31年来黄河三角洲人工湿地在多因素驱动下具有明显的时空变化，研究结果可为黄河三角洲湿地资源的开发、利用、管理和保护及土地资源的合理利用提供理论指导。