实验地貌的动态观测装置

实验地貌的动态观测对于研究沟坡的侵蚀过程和发生机制具有重要意义.在介绍实验地貌动态观测装置——MX - 2010 -G型地貌仪的基础上,采用传统钢尺+水准仪观测方法以及地貌仪测量方法,测量同一坡体的体积,以率定地貌仪的观测精度.结果表明:对于5组不同坡度、体积约为2.4万cm3的沟坡模型,地貌仪测量的体积相对误差可以控制在±10％以内,其中绝对值最大相对误差为9.0％,绝对值最小误差为-0.4％;对于120 cm×140 cm范围内的坡面,10个检查点空间坐标在x、y、z 3个方向上的均方误差平均值分别为0.99、0.84和0.42 cm;在6个断面测点系列高程值线性回归分析中,回归系数6与相关系数R2值均接近于1.结果表明,该地貌仪能够对沟坡微地貌的变化过程进行精确的观测.     

基于WSN和GSM的智能灌溉控制系统设计与实现

针对干旱区滴灌系统中智能灌溉和远程自动化的需求,基于无线传感器网络(WSN)和全球移动通信系统(GSM),设计并研发了一套可自动控制现场设备的智能灌溉控制系统。系统中的WSN将低功耗的现场控制单元和数据采集单元与节能型路由协议结合,延长了WSN农田信息采集的生命周期;基于GSM中的SMS(Short Messaging Service)技术,将需求命令下发到上位机控制平台;系统通过处理灌溉区的相关环境数据并进行分析,进行一定的自学习及再学习,可实现对现场设备自动控制。在新疆喀什市麦盖提县规模化节水灌溉增效示范基地的应用试验结果表明:该系统能适应恶劣的自然环境,操作简易,具有较好的鲁棒性,可进行广泛的推广应用。     

喷杆式施药机对行喷雾控制系统设计与试验

针对现有大田喷杆式施药机喷雾过程中喷头无法精准对行喷施造成农药浪费的问题,基于机器视觉技术设计了喷杆式施药机对行喷雾控制系统。该系统包括作物行中心线位置提取上位机软件和电动喷杆控制系统,利用工业相机获取作物行RGB图像,采用G-RTG-BT算法及形态学处理实现作物行分割,基于改进的垂直投影法获取作物行中心线,利用坐标系转换实现将作物行中心线位置信息转化为喷杆横向偏移量,并经RS2 3 2串口传输至ATMega1 6控制器,控制推杆电机带动喷杆在滑轨上左右移动,借助位移传感器实时监测喷杆移动距离,以实现作物行追踪和对行喷雾控制。实验室和田间试验表明:改进的作物行中心线提取算法平均耗时12.51ms,喷杆横向偏移量计算误差小于0.44cm;电动喷杆右移最大误差0.3cm,左移最大误差0.5cm;小车速度为0.26m/s时,对倾角为5°、10°、15°模拟作物行的最大对行误差分别为3.22、2.86、2.51cm;小车速度为0.2 4 m/s,最大偏移1 4.0 2 cm时,对田间玉米幼苗的对行喷雾最大误差为4.8 6 cm,为实现作物行追踪和对行喷雾控制提供了一种有效的解决方案。     

基于电化学传感器检测农副产品黄曲霉毒素B1的研究进展

黄曲霉毒素B1是农副产品中最常见的真菌毒素之一,具有诱变、致畸、免疫抑制和致癌的作用。为了减少黄曲霉毒素B1带来的危害,开发可靠的方法来检测农副产品中的黄曲霉毒素B1十分重要。传统的检测方法难以满足现代农业中现场、快速检测的需求,而电化学传感器具有制备简单、便于携带、灵敏度高和选择性强等特点,因而备受关注。根据识别元件的不同,黄曲霉毒素B1的电化学传感器可以分为基于适配体的传感器、基于免疫反应的传感器、基于分子印迹的传感器。研究者们又根据不同的感知策略、纳米材料研发了多种类型的黄曲霉毒素B1电化学传感器。该研究综述了近5年来（2019—2023年间）黄曲霉毒素B1电化学传感器的研究进展,列举了具有代表性的实例,讨论了基于不同识别元件的传感器的传感机理和不同的信号产生策略,对这些传感器的性能进行了对比。并分析了不同识别元件的优缺点,探讨了基于不同原理的黄曲霉毒素B1电化学传感器的不足之处和发展方向,如需要开发新型的识别元件、研发新的纳米材料并提高纳米材料的制备技术、不同传感策略的联合应用、研发多种毒素同时检测的传感器、简化修饰步骤提高传感器稳定性等,以期为实现黄曲霉毒素B1电化学传感器的实际应用提供参考。     

基于SHT11温湿传感器的最小温湿采集系统的设计

介绍了一种由数字式温湿传感器SHT11和单片机LPC904组成的最小温湿采集系统。该系统体积小、简单可靠、价格低。它与485接口连接可实现温湿度的多点检测。     

适用于梯级泵站压力管道的传感器优化布置方法

为解决梯级泵站压力管道传感器优化布置问题,提出一种基于有效独立-总位移法的传感器优化布置方法。该方法针对有效独立法所选测点能量较小的缺陷,将测点的总位移以权重的方式加入传感器优化过程中,并保留有效独立法的优点,最终得到独立性较好且满足能量要求的测点。以景泰压力管道为例,运用该方法进行传感器优化布置,并与传统有效独立法比较,通过模态置信准则、Fisher信息矩阵值、最大奇异值比以及总位移等指标评价2种方法的优劣。结果表明,有效独立-总位移法得到的测点在满足独立性的前提下,增加了测点信息量,可观性更好。优化前后实测数据的比较分析,表明该方案对实际结构检测具有较好的适用性,是一种实用有效的传感器优化布置方法。     

基于味觉传感器阵列的玉米汁饮料分类辨识

为了快速辨识不同口味的玉米汁饮料,确保同一种饮料质量的均一性,构建了包含12个传感器的味觉传感器阵列。使用代表酸、甜、苦、咸、鲜的呈味物质检测味觉传感器阵列对5种基本味觉辨识的能力。使用主成分分析和概率神经网络考察了该阵列对基本味觉的辨识效果,该阵列对基本味觉表现出良好的辨识能力。将该阵列应用于玉米汁饮料的分类辨识中,区分来自不同品牌的9种玉米汁。系统聚类分析表明了同一种玉米汁样本的味觉特征非常接近,可聚合为一类。通过主成分分析法实现数据降维,提取前3个主成分作为概率神经网络的输入神经元。试验结果表明:该味觉传感器阵列对不同种玉米汁饮料具有较好的辨识能力,辨识的正确率为95.06%。     

基于物联网的智能温室实时监测系统设计

[目的]为实现农业信息化和智能化中实时性应用需求,提出一种基于物联网的智能温室实时监测系统设计方案。[方法]根据温室系统中无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)的应用特点,设计了基于物联网的智能温室监测系统的体系结构,并针对WSN中低功耗自适应集簇分层型协议(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy,LEACH)存在的负载均衡策略不完备性及系统高实时性要求提出了一种实时阈值路由算法(Real-time Threshold Routing Algorithm,RTRA)。[结果]通过MATLAB对RTRA的网络生存期和网络时延性能测试发现,在相同测试环境中,RTRA较LEACH具有较高的实时性,并在一定程度上节省了节点能量,延长了网络生存期,该算法能够满足农作物温室系统对实时性和节能性的要求。[结论]该试验设计的智能温室监测系统满足了实时性需求,为农业信息化和智能化研究发展奠定了基础。     

水稻籽粒直链淀粉含量非破坏性活体测定方法研究

对533份杂交稻和常规稻材料的糙米和精米直链淀粉含量进行化学分析,并结合近红外透射光谱数据,采用改进偏最小二乘法（MPLS）分别建立糙米、精米的直链淀粉含量（AC）预测定标模型,并对其进行内部和外部验证.结果表明,杂交稻糙米及精米模型的定标相关系数（RSQ）分别为0.873和0.922,常规稻糙米及精米模型的RSQ则分别为0.924和0.939,定标标准偏差（SEC）分别为1.100,0.956,1.537,1.547;内部交叉验证预测值和真实值之间的RSQ分别为0.866,0.901,0.892和0.921,外部验证的RSQ分别为0.9506,0.9352,0.9116,0.9180,所建模型的相关性较高,预测值与真实值之间的误差小.常规稻模型可应用于大量育种材料快速、无损的早代筛选,杂交稻模型可用于新组合直链淀粉含量的快速鉴定,促进稻米品质改良,提高育种效率.     

Evaluating Modified Atmospheric Correction Methods for Landsat Imagery: Image‐Based and Model‐Based Calibration Methods

Abstract

To increase the accuracy of remotely sensed data for agricultural forecasting, pixel values must be corrected for atmospheric effects and converted to spectral reflectance. The objective of this research was to compare two atmospheric correction methods of Landsat imagery under a range of atmospheric conditions. Ground‐based dark‐object subtraction (GDOS) is an image‐based calibration method that used in situ ground data that the dark‐object subtraction (DOS) method did not use, whereas atmospheric calibration (AC) is a model‐based calibration method that required a standard atmospheric profile refined with the use of in situ atmospheric data. GDOS and AC methods improved the reflectance values and had relationships with measured bands, which were approximately 1 to 1 in all bands. However, the GDOS generally had lower root‐mean‐square errors (RMSE) than AC. Data from this study suggest that at the present time the GDOS method may be more accurate than the AC method.