基于卷积注意力的无人机多光谱遥感影像地膜农田识别

监测地膜覆盖农田的分布对准确评估由其导致的区域气候和生态环境变化有着重要作用,基于DeepLabv3+网络,通过学习面向地膜语义分割的通道注意力和空间注意力特征,提出一种适用于判断农田是否覆膜的改进深度语义分割模型,实现对无人机多光谱遥感影像中地膜农田的有效分割。以内蒙古自治区河套灌区西部解放闸灌区中沙壕渠灌域2018—2019年4块实验田的无人机多光谱遥感影像为研究数据,与可见光遥感影像的识别结果进行对比,同时考虑不同年份地膜农田表观的变化,设计了2组实验方案,分别用于验证模型的泛化性能和增强模型的分类精度。结果表明,改进的DeepLabv3+语义分割模型对多光谱遥感影像的识别效果比可见光高7.1个百分点。同时考虑地膜农田表观变化的深度语义分割模型具有更高的分类精度,其平均像素精度超出未考虑地膜农田表观变化时7.7个百分点,表明训练数据的多样性有助于提高地膜农田的识别精度。其次,改进的DeepLabv3+语义分割模型能够自适应学习地膜注意力,在2组实验中,分类精度均优于原始的DeepLabv3+模型,表明注意力机制能够增加深度语义分割模型的自适应性,从而提升分类精度。本文提出的方法能够从复杂的场景中精准识别地膜农田。     

基于压电作动器驱动的微操作机构设计与运动控制

设计了一种由压电作动器驱动的微操作机构。基于柔顺机构原理设计了桥式位移放大机构,以改善压电作动器的输出位移。利用伪刚体法和Euler-Bernoulli柔性梁理论建立微操作机构的静力学模型,并通过Lagrange方法推导出其动力学方程,进而获得机构的自然频率。借助于差分进化算法进行柔性铰链几何尺寸优化,并与计算机有限元仿真分析进行交叉验证。最后,实验验证了所提出微操作机构能够获得位移放大倍数为9.8和行程为180μm;在基于观测器PID控制下,机构位移均方根误差和最大位移误差分别为0.071、0.128μm。本文提出的微操作机构具有精度高、鲁棒性强的运动效果。     

公众参与城镇居民生活用水水价探析

水价是引导水资源合理配置,促进节水型社会建设的有效手段之一。公众参与水价制定是供水方、用水方和政府共同参与,既能够客观全面反映水资源价值、供水成本、环境成本在内的,又能充分代表用水方利益的新型水资源价格形成模式。应用公众参与水价制定理论,以新疆石河子市为例,通过抽样问卷调查、分析、综合评价等途径对研究区生活用水进行了定价探析。结果表明：公众参与制定的石河子市生活用水水价更能反映其水资源的稀缺性,通过宣传教育来逐步提高现状水价,充分利用价格杠杆的约束效应来构建节水型社会是该市当前水务改革的重点。     

Effects of water infiltration and storage in cultivated soil on surface irrigation

Surface irrigation analysis and design require the knowledge of the variation of the cumulative infiltration water Z (L) (per unit area) into the soil as a function of the infiltration time t (T). The purpose of this study is to evaluate water infiltration and storage under surface irrigation in an alluvial clay soil cultivated with grape yield, and to determine if partially wetted furrow irrigation has more efficient water storage and infiltration than traditional border irrigation. The two irrigation components considered were wet (WT) and dry (DT) treatments, at which water applied when available soil water reached 65% and 50%, and the traditional border irrigation control. Empirical power form equations were obtained for measured advance and recession times along the furrow length during the irrigation stages of advance, storage, depletion and recession. The infiltration (cumulative depth, Z and rate, I) was functioned to opportunity time (t_o) in minute for WT and DT treatments as: Z_WT = 0.528 t_o^0.6, Z_DT = 1.2 t_o^0.501, I_WT = 19 t_o^−0.4, and I_DT = 36 t_o^−0.498. The irrigation efficiency and soil water distribution have been evaluated using linear distribution and relative schedule depth. Coefficient of variation (CV) was 5.2 and 9.5% for WT and DT under furrow irrigation system comparing with 7.8% in border, respectively. Water was deeply percolated as 11.88 and 19.2% for wet and dry furrow treatments, respectively, compared with 12.8% for control, with no deficit in the irrigated area. Partially wetted furrow irrigation had greater water-efficiency and grape yield than both dry furrow and traditional border irrigations, where application efficiency achieved as 88.1% for wet furrow irrigation that achieved high grape fruit yield (30.71 Mg/ha) and water use efficiency 11.9 kg/m³.     

一种新的咬死失效理论模型--高温熔焊模型

咬死是胶合最严重的表现形式,长期以来,对咬死承载能力缺乏有效的计算方法,且现有的胶合模型也难以解释胶合过程中各种现象。通过大量的试验研究和接触性能分析,提出了一种新的咬死失效理论模型－高温熔焊模型。根据该模型,对不同工况条件下的咬死载荷进行了计算,并同试验结果作了对比,结果表明：理论计算与试验结果相吻合。在此基础上,提出了预防咬死发生的措施。     

4-UPS/UPR并联机构动力学分析

基于车辆在行驶过程中的运动特性,提出了一种耦合型4-UPS/UPR并联机构作为车辆运动模拟台。应用螺旋理论分析了中间约束分支对上平台的约束作用,并基于Grassmenn线几何分析了机构的铰链点布置对机构奇异的影响。利用旋转矩阵的运动算子功能对机构的耦合运动特性进行了分析。基于旋量速度、加速度,建立了机构运动学模型,并利用刚体的牛顿-欧拉公式建立了机构(包括各个分支)详尽的动力学模型,并给出了相应的数值算例进行验证。     

带式玉米高速导种装置旋夹纳种机理分析与参数优化

针对玉米在高速(12～16 km/h)播种时籽粒脱离种盘初速度大,与带式导种装置种腔内壁碰撞弹跳,发生碰撞异位,导致籽粒进入种腔精准度低等问题,以具有纳种机构的带式玉米高速导种装置为研究对象,建立籽粒夹取、转运和排放动力学模型,提出在拨指表面添加人字形纹路的改进方法,明确影响纳种稳定性与籽粒进入种腔精准度的主要因素。利用高速摄像与图像目标追踪技术进行单因素对比试验及多因素优化试验。单因素试验结果表明,播种速度较快时,有人字形纹路拨指轮纳种合格指数和种腔间隔变异系数均明显优于无人字形纹路拨指轮。为获得拨指轮改进后的纳种机构最佳性能参数,以轮心距、拨指轮转速及拨指长度为试验因素,以纳种合格指数与种腔间隔变异系数为评价指标,进行三因素五水平二次正交旋转组合试验,采用多目标优化方法,确定当轮心距为36.8 mm,拨指轮转速为584.97 r/min,拨指长度为10.8 mm时,纳种合格指数为98.23%,种腔间隔变异系数为0.24%。对优化结果进行验证试验,验证结果与优化结果基本一致。在相同条件下进行台架对比试验,结果表明,有带式玉米高速导种装置的作业性能远优于不安装带式玉米高速导种装置的作业...     

基于注意力机制和特征融合的葡萄病害识别模型

植物病害是造成农作物减产的主要原因之一。针对传统的人工诊断方法存在成本高、效率低等问题,构建了一个自然复杂环境下的葡萄病害数据集,该数据集中的图像由农民在实际农业生产中拍摄,同时提出了一个新的网络模型MANet,该模型可以准确地识别复杂环境下的葡萄病害。在MANet中嵌入倒残差模块来构建网络,这极大降低了模型参数量和计算成本。同时,将注意力机制SENet模块添加到MANet中,提高了模型对病害特征的表示能力,使模型更加注意关键特征,抑制不必要的特征,从而减少图像中复杂背景的影响。此外,设计了一个多尺度特征融合模块(Multi-scale convolution)用来提取和融合病害图像的多尺度特征,这进一步提高了模型对不同病害的识别精度。实验结果表明,与其他先进模型相比,本文模型表现出了优越的性能,该模型在自建复杂背景病害数据集上的平均识别准确率为87.93%,优于其他模型,模型参数量为2.20×10⁶。同时,为了进一步验证该模型的鲁棒性,还在公开农作物病害数据集上进行了测试,该模型依然表现出较好的识别效果,平均识别准确率为99.65%,高于其他模型。因此,本文模型...     

往复式茶叶振动抖筛机优化设计与试验

抖筛是茶叶精制的重要环节,直接影响茶坯的净度,针对茶叶抖筛过程中抖筛机理(清筛)不清晰而导致抖筛过程中存在茶叶断碎以及挂网等问题,本文研究茶叶在筛床上的抖筛规律,建立茶叶颗粒沿筛床上下运动、离开筛面被抛起运动和落到筛孔后碰撞运动三段筛分过程的动力学模型。结合茶叶在筛床上的抖筛规律,通过EDEM建立茶叶筛床的仿真模型,对茶叶在筛床上的速度与受力进行分析,确定筛床曲柄转速、筛面倾斜角和曲柄半径的最佳参数。最后通过三因素三水平的正交试验,确定实际筛分情况下的最优参数与得出各个因素对误筛率和生产率的影响由大到小为筛面倾斜角、曲柄转速、曲柄半径。试验结果表明,当曲柄转速为247.99 r/min、筛面倾斜角为2.60°、曲柄半径为23.11 mm时,误筛率和生产率分别为5.3%和440 kg/(m²·h),与优化结果误差在允许范围内。     

生态公共服务视野下城市森林生态-经济系统的协同机理研究

在生态公共服务视野下,尽管当前我国的城市森林发展较为迅速,但对其森林生态经济系统的协同机理研究仍然还是一个新课题。本文结合海南国际旅游岛建设的相关实践,从治理机制、市场机制、利益分配机制、合作机制、扶持机制5个方面,对海南城市森林进行研究,以促进海南城市森林资源的优化利用和社会经济的可持续发展。