Estimating Abiotic Thresholds for Sagebrush Condition Class in the Western United States

Sagebrush ecosystems of the western United States can transition from extended periods of relatively stable conditions to rapid ecological change if acute disturbances occur. Areas dominated by native sagebrush can transition from species-rich native systems to altered states where non-native annual grasses dominate, if resistance to annual grasses is low. The non-native annual grasses provide relatively little value to wildlife, livestock, and humans and function as fuel that increases fire frequency. The more land area covered by annual grasses, the higher the potential for fire, thus reducing the potential for native vegetation to reestablish, even when applying restoration treatments. Mapping areas of stability and areas of change using machine-learning algorithms allows both the identification of dominant abiotic variables that drive ecosystem dynamics and the variables’ important thresholds. We develop a decision-tree model with rulesets that estimate three classes of sagebrush condition (i.e., sagebrush recovery, tipping point [ecosystem degradation], and stable). We find rulesets that primarily drive development of the sagebrush recovery class indicate areas of midelevations (1 602 m), warm 30-yr July temperature maximums (tmax) (30.62°C), and 30-yr March precipitation (ppt) averages equal to 26.26 mm, about 10% of the 30-yr annual ppt values. Tipping point and stable classes occur at elevations that are lower (1 505 m) and higher (1 939 m), respectively, more mesic during March and annually, and experience lower 30-yr July tmax averages. These defined variable averages can be used to understand current dynamics of sagebrush condition and to predict where future transitions may occur under novel conditions.     

基于多跳路由算法的地膜回收机械装置优化

为了增强地膜回收机的通信能力,使其适应不同地膜密度的地块,提高地膜回收机的工作效率,实现多地膜回收机的协同控制,设计了一种新的基于多跳无线网络的地膜回收机和多回收机协同控制系统。改进后的地膜回收机在起膜铲的轴上装有起膜阻力传感器,可以实时测试起膜阻力,调整起膜机的速度,实现速度的自适应调节。为了适应不同的起膜机速度,在卷膜机上装有速度传感器,可以对卷膜速度进行控制,提高了起膜和卷膜的作业精度。同时,设计了5点的多跳通信网络,利用无线局域网络,实现了地膜机的协同控制。最后对地膜回收机的性能进行了测试,通过测试发现:残膜机作业的回收率达到了90%以上,其作业时间较短,满足高效残膜回收机的设计需求,可以在其他农业现代化机械控制系统的设计过程中进行推广     

1MC-70型地膜回收起茬机铲刀结构和参数确定及试验研究

通过对1MC-70型地膜回收起茬机起膜、起茬铲刀的作业情况分析，推导出铲刀满足生产要求主要参数的求取方法和公式，并经理论分析和试验研究，确定了铲刀对玉米茬地进行起膜、起茬时主要参数的取值范围和减小牵引阻力的取值规律。通过多副铲刀的对比试验，选取出对玉米茬地进行起膜、起茬作业时，性能良好，牵引阻力较小的铲刀。     

基于物联网平台的小麦病虫害诊断系统设计初探

小麦是中国主要粮食作物,栽培品种多、种植面积大、分布区域广、生长周期长,容易遭受病虫害威胁,快速监测和准确识别病虫害成为一项重要的课题。基于前期构建的小麦物联网监控系统平台,研发了集成图像获取、图像识别诊断于一体的应用系统。初步研究了小麦比较常见的三种病虫害的识别与诊断方法,并利用图像分割、特征提取及数字图像分类识别技术,将物联网系统获取的感白粉病、锈病、蚜虫的不健康叶片与健康小麦叶片的图片分别进行对比实验研究。实验结果显示,识别率都较为理想,其中白粉病的识别率为82.5%,锈病、蚜虫和健康叶片的识别率都在95%以上。将病虫害图像识别技术与物联网技术结合,方便病虫害图像的远程传输、多点获取等优点,大幅度提升对病虫害远程识别和诊断能力,具有广阔的发展前景。     

点纹斑竹鲨晚期胚胎侧线系统的研究

通过阿利新蓝染色、石蜡切片和扫描电镜,对点纹斑竹鲨晚期胚胎侧线系统的分布、形态和表面结构进行了观察。结果表明,点纹斑竹鲨的侧线系统与多数软骨鱼板鳃类相一致,包括有机械感受功能的侧线管和陷器,以及有电感受功能的罗伦氏壶腹器。侧线管分布呈典型的“七管模式”,其内的管道神经丘位于侧线管内远离体表的一侧,由覆盖细胞、支持细胞和感觉细胞组成。陷器分布于背部两体侧线管之间,单个陷器位于两盾鳞间,深陷在真皮中,由1短管通向表面,管壁不规则,上段由表皮细胞组成,管深40~60 μm。罗伦氏壶腹器由管孔、罗伦管和罗伦瓮3部分组成,呈长颈瓶状,很多罗伦管都较长,从1 mm~50 mm 不等,管壁规则;罗伦瓮由7个罗伦小囊组成,每个小囊直径约50 μm。通过与其他软骨鱼类进行比较,点纹斑竹鲨的侧线系统分布和感受器结构不但印证了软骨鱼类的系统发育关系,同时也与其生活习性相适应。     

Design for Precision Measurement System Based on Machine Vision

It is difficult to measure the geometric quantity of small parts in finishing, assembling and measuring, because it's easy to break the workpieces' surface and alter their position by means of traditional contact measuring methods.There are some non contact measurers, such as,light feeler pin and interference microscope etc., because of it's high price and strict working conditions,so it's difficult to promote them in widely use. Precision measurement system based on machine vision has the advantages of non contact measuring as well as high performance and low price. Some problems, such as light source, algorithm of edge fitting, auto focusing,are discussed.     

半固定管道式喷灌系统移管机行走轮平衡状态的研究

对半固定管道式喷灌系统移管机运行过程中的平衡问题进行了分析研究，建立了运动时行走轮稳定状态的数学模型，论证了研制移管机的可行性。     

铺膜插秧后水田3SCJ-1型除草机设计与试验

为实现铺膜插秧种植方式的有机水稻全程绿色无污染化作业,解决地膜两侧单行内杂草难以根除的问题,根据农艺要求,设计了一种针对铺膜插秧后除草作业的3SCJ-1型单行水田除草机。阐述了基本结构组成和工作原理,分析了除草部件的运动学与动力学特征,建立了除草部件、机架与仿形浮漂整体的力学模型,推导出除草机的驱动扭矩。以机器前进速度和除草深度为试验影响因素,除草率作为评价指标,对除草性能进行单因素田间试验,并运用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据进行分析,得到影响因素与评价指标之间的数学模型。试验结果表明:当机器前进速度从0.3 m/s增大至0.6 m/s时,除草率先增大后减小,并在前进速度为0.45 m/s时,除草率达到最大值(78.52%);当除草深度从50 mm增大至110 mm时,除草率持续增大,但考虑到除草机的功耗,最佳除草深度取为50~100 mm,在除草深度为100 mm时,除草率为79.26%。除草机平均除草率为78.02%,满足铺膜插秧种植方式水田除草的农艺要求。     

基于边缘检测和区域定位的玉米根茎导航线提取方法

基于玉米根茎图像信息,提出一种基于边缘检测和区域定位的玉米根茎导航线提取方法。首先,利用最大类间方差法自动分割2G-R-B灰度图像,得到二值化图像,结合形态学处理、位置/面积去噪方法提高二值化图像质量,对去噪图像按列累加得到列像素累加曲线;针对传统方法得到的特征点中伪特征点较多的问题,引入高斯滤波器平滑累加曲线,并运用极值法减少玉米根茎伪特征点的干扰,在提取玉米茎秆边缘直线时,提出基于最远茎秆成像宽度的双侧边缘判别思路,通过扫描每条边缘直线的四边形封闭邻域有效剔除伪边缘直线;最后,根据边缘直线二次定位玉米的根茎区域范围,并剔除伪特征点,采用最小二乘线性拟合方法准确提取导航线。试验表明,本文算法处理一幅1280像素×720像素图像耗时约236ms,特征点拟合准确率为92%。与传统方法相比,本文算法精度高、实时性好,在缺苗、杂草较多和株距不标准的情况下仍具有较强的鲁棒性。     

全自动香菇剪柄机研究

针对香菇初加工工艺繁琐劳动强度大,香菇初加工机械自动化程度低,剪切工艺不统一等问题,研制开发出一款自动化香菇初加工机械。该设备能够实现香菇的上料、定位、清洗、剪切、除杂、分离和回收连续化操作。由于香菇的生长受环境因素的影响较大,致使香菇的大小形态各异,因此香菇的定位一直是技术难点。该设备结合香菇的密度特性和其大致形状均呈雨伞状的特点,运用流体浮力的特性实现香菇的随行定位,由带式擒纵机构将其从流动水域内打捞进入剪切机构,分别进行香菇的菌柄、菌帽和杂质的分离处理,最终完成香菇初加工工艺。