基于DSP与超声波测距的农业机器人定位与避障控制

随着新兴电子集成技术和自动化技术的发展,控制系统已逐渐向数字化转变,高集成芯片广泛应用于自动化控制领域,体积小、运算能力强的嵌入式系统慢慢开始取代计算机。为此,首先分析了超声波测距功能及其优越性,采用三球定位技术,设计研究了一种基于DSP和超声波的全局定位系统;然后,采用多路超声波收发模块设计了基于超声波的自主避障控制系统,并提出一种新的模糊推理方法,实现机器人的避障和路径规划功能;最后,采用Visual C++可视化程序设计软件对避障系统进行仿真和场地试验,验证了系统的可靠性和可行性,为机器人的研究和发展提供了更加宽广的空间。     

9个穗分枝裸大麦突变体的穗部特性及其差异分析

穗分枝突变体是大麦穗发育研究的重要种质。利用EMS诱变北青7号的成熟种子,再通过连续7年自交繁殖选育了9个裸大麦穗分枝突变(Ynbs)株系。在不同世代中9个Ynbs株系的穗分枝性状均可稳定遗传,多联穗明显退化,每个主穗着生2~5个分枝穗和10.53±0.53~13.23±0.22个多联穗,每个分枝穗具有1~3个分枝穗轴节,每个多联穗着生10~15个小花。为系统了解Ynbs株系的穗部特性差异,分析了不同材料多联穗数、小花数、结实粒数、结实率、穗茎轴长、穗长、穗轴节数和百粒重的表型差异和偏相关性。结果表明,多联穗数等8个穗部性状在不同材料间均有显著或极显著差异,9个Ynbs株系的多联穗数、结实率和百粒重显著低于诱变亲本,但其小花数极显著高于诱变亲本,多联穗减少、小花增多、结实率和百粒重下降是9个Ynbs株系的共有突变性状;穗分枝性状与多联穗数、结实粒数、结实率、穗长和百粒重5个穗部性状呈极显著偏相关,偏相关系数分别为-0.524、0.584、-0.646、0.418和-0.563。9个Ynbs株系具有穗分枝、多联穗退化、小穗增多等特性,是大麦穗发育等研究的不可替代种质。     

西安气温日变化特征的城郊差异

为了研究城市化对西安气温日变化的影响,利用西安及其郊区站咸阳1961—2013年4次气温的观测资料,采用城郊对比法对西安和咸阳2个站气温的年、季节、6 h变温、昼夜温差的变化特征进行对比分析,揭示城市化对西安气温日变化特征的影响。结果表明:(1)西安市气温的变化无论哪个时次都高于咸阳且呈上升趋势,2时西安气温的上升幅度最显著,0.56℃/10 a,14时西安与咸阳气温变化趋势基本一致;(2)西安城市气温上升变化幅度从1990s中期开始明显增大,且城市季节变化趋势最明显的是春季,其次是冬季,夏季变化最小,咸阳气温变暖趋势明显滞后于西安5~8年;6 h气温变化温幅度最大的是早晨到中午这个时段,最小的是夜间到早晨。     

近水平复合煤层露天矿备采煤量留设位置与保有期优化

为了确定经济合理的露天矿备采煤量留设位置和保有期,运用露天开采基本原理与统计分析方法,分析新时期露天煤矿的发展变化特点及其对备采煤量留设位置和保有期的影响;以经济效益最优为判断准则,研究复合煤层露天矿备采煤量留设位置与内排运距的关系,建立备采煤量留设位置优化模型;研究季节性剥离露天矿备采煤量保有期与剥离成本、运输成本以及资金时间价值的关系,建立备采煤量保有期优化模型。以内蒙古东部地区某露天矿为研究实例,确定了该矿经济合理的备采煤量保有期为6.5个月,备采煤量应全部留在1号煤层。研究结果表明：该优化模型可用于指导露天矿生产,有效降低剥离成本,提高经济效益。     

Effect of soil pore size distribution on plant-available water and least limiting water range as soil physical quality indicators

Soil pore size distribution(SPSD) is one of the most important soil physical properties. This research investigated the relationships of location and shape parameters of the SPSD curves with plant-available water(PAW) and least limiting water range(LLWR) of the light-textured soils at the Torogh Agricultural Research Station in north-eastern Iran. Soil moisture release curve(SMRC), PAW and LLWR in matric heads of 100 and 330 h Pa for the field capacity and location and shape parameters of the SPSD curves of 30 soils with different texture and organic carbon contents were determined, and the variable relationships were statistically analyzed. The results showed that the median equivalent pore diameter(de), mean de, standard deviation(SD*), and skewness of the SPSD curves were significantly correlated with PAW(PAW330) and LLWR(LLWR330) measured in a matric head of 330 h Pa. Decrease in deand increase in the diversity of soil pore size(SD*) increased PAW330 and LLWR330. The SD* values of all the soil samples were lower than the optimal ranges suggested in literature. Neither PAW nor LLWR values were significantly different in the soils with the optimal modal deand those with non-optimal modal de. Optimal values of median and mean equivalent pore diameters and kurtosis of SPSD curves led to a significant improvement of PAW330 and LLWR330 as soil physical quality indicators. It was recommended to revise the optimal ranges for SD* and modal defor future studies.     

江西省水资源利用时空变化特征及区域差异

[目的] 定量研究2008—2017年江西省水资源利用时空变化特征以及各项水资源指标的区域差异,为水资源可持续利用提供参考依据。[方法] 基于2008—2017年江西省自然、社会经济以及水资源资料,利用变差系数、泰尔系数和空间分级分类法,从时间维度和空间维度分析了江西省2008—2017年水资源时空分布特征,并采用“竹笋”七色差异评价法对江西省各项水资源指标的区域差异进行研究。[结果] 南昌市2008—2017年水资源开发利用相对处于一个较高的水平,年均水资源开发利用率达到46%,处于不健康状态,而整个江西省平均开发利用率不到25%,水资源状况呈现健康的状态;江西省2008—2017年工业用水和农业水量分布差异较大,11市的生活用水和总用水空间分布差异较小;江西省2008—2017年人均水资源和地均水资源区域差异的差异值小于380,处于“竹笋”七色模型的稳定区,2008—2017年期间波动小。[结论] 整体来看江西省各市水资源禀赋差异性较大,要综合多个因素,深度剖析各个地区的水资源各类指标,比如人口数量、气候、环境、地形、文化差异等,因地制宜,才能使水资源真正为社会经济的可持续发展服务,达到人与水环境的协调统一。     

基于USLE模型的长株潭城市群生态绿心区水土流失研究

[目的]研究2018年长株潭(长沙市—株州市—湘潭市)城市群生态绿心区最佳植被覆盖和水土流失状况,为区域综合治理提供理论依据。[方法]运用GIS和RS技术,以长株潭区域降雨、土壤、地形、土地利用等数据为基础,采用归一化植被指数(NDVI)模型和USLE国际通用土壤流失方程为优选模型。[结果]长株潭绿心区总面积为52 287 hm~2,整体植被状况较好,高覆盖度(75%～100%)面积最大,占绿心区总面积一半以上,为26 598.40 hm~2;中低覆盖度(30%～40%)面积最小,占区域总面积的8.61%,为4 501.91 hm~2。长株潭城市群生态绿心区总侵蚀(不含微度)面积为3 654.24 hm~2,占总面积的6.99%。湘潭市侵蚀比重最高,为8.51%,长沙市次之,为6.67%,株洲市侵蚀总比例最小,为5.68%。工程建设用地在禁止开发区、限制开发区和控制建设区的侵蚀面积分别为963.92,310.74,735.11 hm~2。[结论]受人为因素、城市建设、产业分布等影响,长株潭城市群生态绿心区覆盖度空间呈现西部低,中东部高的格局,工程建设是造成绿心区土壤侵蚀的主要原因。     

小兴安岭原始椴树红松林与次生杨桦林土壤氮组分特征

探讨小兴安岭原始椴树红松林成熟林、中幼龄林及次生杨桦林的土壤氮组分特征,为评价该地区不同森林植被对土壤氮库的影响提供基础数据。以原始椴树红松林成熟林、中幼龄林和次生杨桦林为研究对象,采样分析了土壤容重、总有机碳、全磷、全氮、速效氮、铵态氮、硝态氮等土壤理化性质。结果表明：全氮、速效氮、铵态氮、硝态氮含量均随土层加深而递减。不同林型同一土层,椴树红松林成熟林及中幼龄林之间土壤全氮和硝态氮含量差异显著(P<0.05),但二者与次生杨桦林之间差异均不显著。土壤全氮与铵态氮、孔隙度呈极显著正相关(P<0.01),与总有机碳、速效氮呈显著相关(P<0.05);土壤硝态氮与速效氮、孔隙度呈极显著正相关(P<0.01),与凋落物量现存量呈显著相关(P<0.05),与含水率呈极显著负相关(P<0.01);铵态氮与全氮、孔隙度呈极显著正相关(P<0.01);速效氮与孔隙度呈极显著正相关(P<0.01),与全氮呈显著正相关(P<0.05),与其他指标相关关系不显著。在不同的氮组分中,速效氮、硝态氮作为优势氮种,对小兴安岭椴树红松林及次生杨桦林植被生长及...     

长期秸秆还田对提高小麦-玉米轮作耕层土壤养分及产量分析

为了揭示长期（连续10年以上）秸秆还田对耕层土壤的养分含量以及作物产量的影响,从2009年夏季小麦收获秸秆还田开始实施定位对比试验。结果表明：连续秸秆还田地块耕层土壤养分含量和小麦-玉米产量明显增加,土壤有机质年平均增加0.333 g/kg,碱解氮含量年平均增加2.2 mg/kg,有效磷含量年平均增加1.3 mg/kg,速效钾含量年平均增加3.8 mg/kg;小麦年平均增产144 kg/hm2,玉米年平均增产207.6 kg/hm2。该研究坚持长期定位试验,创新性地对小麦-玉米轮作产量跟踪研究,为小麦玉米主产区作物秸秆还田技术推广和农业科技人员对土壤环境研究提供了较为完整的理论和实践指导意义。     

江西省产业升级中耕地数量变化的区域差异

根据江西省11市1995~2004年数据,把江西省划分为3种类型区:产业结构未变化且处在工业化中期区(Ⅰ类地区);工业化初期向工业化中期升级区(Ⅱ类地区);农业经济发达期向工业化初期升级区(Ⅲ类地区),然后分析了各类型区耕地数量变化的差异。主要结论如下:三大类型区随着产业结构的不断升级,耕地减少的幅度呈逐渐缩小的趋势,经济发展对资源投入的依赖性在逐渐减少,各产业对耕地数量的变化影响程度在逐渐降低,耕地转化效益在不断提高。