Mathematic Models for Analysis of Quality Components in Sugarcane Juice with Fourier Transform Near Infrared Spectroscopy

With the technique of Fourier transform near infrared (FT-NIR) spectroscopy, the calibration models for quantitative analysis of sucrose and polarization in sugarcane juice were developed by using transmission mode and calibrating with partial least square (PIS) algorithm. The determination coefficients (R2)of the predicted models for sucrose and polarization in juice were 0. 9980 and 0. 9979 respectively; the root mean square errors of cross validation (RMSECV) were 0. 143 and 0. 155% for sucrose and polarization in juice respectively. The predictive errors measured by FT-NIR were close to those by routine laboratory methods. The results demonstrated that the FT-NIR methods had high accuracy and they were able to replace the routine laboratory analysis. It was also demonstrated that as a rapid and accurate measurement, the FT-NIR technique had potential applications in quality control of mill sugarcane, establishment of payment system based on sugarcane quality, and selection of clones in sugarcane breeding.     

木材近红外光谱小波阈值去噪方法

采用小波分析对木材近红外光谱进行阈值去噪研究,分别采用硬阈值、固定阈值、最大最小阈值和rigsure阈值对光谱信号进行去噪.结果表明,小波变换可以有效去除光谱噪声,并很好地保留了信号中的尖锐和突变部分,在近红外光谱分析中具有很好的应用前景.     

基于声发射的天然气管道球阀内漏检测

通过理论分析,建立了阀门内漏过程中气体体积泄漏率与声发射信号特征参数均方根(AERMS)的函数关系,探讨了球阀在密封圈损伤状态下和泄漏率下的声学特征.应用基于小波包理论的信号分析与处理方法对内漏信号进行能量分析,结果表明:当密封圈为单一损伤时,能量主要分布频率范围为12.5～62.5 kHz,声发射信号AERMS与球阀气体体积内漏率成双对数关系,可以利用声发射检测天然气管道阀门是否发生内漏并估算其体积泄漏率.(图6,参10)     

Modelling agronomic images for weed detection and comparison of crop/weed discrimination algorithm performance

A new method for weed detection based on modelling agronomic images taken from a virtual camera placed in a virtual field is proposed. The aim was to measure and compare the effectiveness of the developed algorithms. Two sets of images with and without perspective effects were simulated. For images with no perspective, based on Gabor filtering and on the Hough transform, the performance of two crop/inter-row weed discrimination algorithms were tested and compared. The method based on the Hough transform is, in any case, better than the one based on Gabor filtering. For images with perspective effects only, an algorithm based on the Hough transform was tested and an extension to real images is discussed. These tests were done by a comparison between the weed infestation rate detected by these algorithms and the true one. This evaluation was completed with a crop/weed pixel classification and it demonstrated that the algorithm based on a Hough transform gave the best results (up to 90%).     

近56 a新疆北部地区气候变化特征

根据新疆北部40个站点1961-2016年逐日气温、降水数据,采用数理统计、倾向率法、Mann-Kendall突变检验和小波分析等方法,研究北疆地区近56 a气候变化特征、变化趋势以及变化的空间差异。结果表明:在研究时段内,气候总体呈气温升高、降水量增加的暖湿化趋势,年平均气温以0.34℃·(10a)^-1速率上升,年降水量递增速率12.05 mm·(10a)^-1;Mann-Kendall突变检验显示,气温在1991年发生突变后升高,降水量1987年出现突变后逐渐增多;年平均气温变化表现出6 a、14 a和28 a周期性规律,降水量变化有4 a、12 a和22 a的规律;在空间上,气温增速东西大于南北,降水量增量山区多于平原和盆地,西部多于东部。     

基于深度图像的蔬果形状特征提取

针对蔬果二维投影图像含形状信息量少而影响蔬果分级精度的问题,提出一种基于深度图像的蔬果形状特征描述方法,以番茄形状特征提取为例,对该方法进行了探讨.首先利用彩色图像信息将番茄从背景中分割出;其次通过三维机器视觉测量设备获取番茄的点云数据,并对待检测番茄的点云数据深度进行归一化处理;然后通过关联被分割出的番茄区域信息与深度信息得到了番茄的深度图,并对该深度图进行极坐标采样.通过在笛卡尔直角坐标下对采样结果进行傅里叶变换,获得了基于深度图像的通用傅里叶形状描述子,该描述子不仅能有效地描述番茄在深度和横向上的形状特征,同时还具有平移、旋转和缩放的不变性.将基于深度图的通用傅里叶描述子和基于一般二维投影图像的通用傅里叶描述子先后用于番茄的分级实验中,结果表明前者平均分级精度达到92％,精度高于后者.     

基于颗粒聚合体的玉米果穗建模方法

在采用离散元法分析玉米脱粒过程时,需要建立玉米果穗的分析模型。该文根据玉米果穗的结构和形态,提出基于颗粒聚合体的玉米果穗分析模型建模方法,并研制了玉米果穗的建模软件,同时添加到自主研制的玉米脱粒过程分析软件中。通过实际玉米果穗与其分析模型的对比和玉米脱粒过程的初步仿真分析,证明了该玉米果穗建模方法的可行性,为采用离散元法分析玉米的脱粒过程奠定了基础。     

近55年渭河流域气温演变规律分析

利用渭河流域16个气象站点1954-2008年近55a气象资料,采用线性回归、Mann-Kendall检验、Pettitt及Morlet小波分析等方法,对渭河流域年及各季节平均气温的变化趋势、突变特征和周期性等演变规律进行分析.结果表明,(1)在95％的置信区间下,渭河流域年及各季节平均气温均表现为显著上升趋势,其中冬季气温上升最显著.(2)多年平均气温空间分布存在不均衡性,年平均气温以西安站为中心向外呈辐射递减.(3)年及各季平均气温存在明显的突变点,1993年为该流域大的气温转折年.(4)流域气温变化存在多个特征时间尺度,其中年平均气温具有3、7、23和55a左右的主周期,以55a左右周期相位变化最显著.除夏季外,其余季节与年平均气温相位变化时间尺度大体一致.研究成果可为分析渭河流域气候变化及其未来气候预测提供参考.     

近40年黄土高原丘陵红枣主产区气温变化特征及其影响分析

为进一步了解气候变化背景下黄土高原丘陵红枣种植区气温变化特征及其影响,为红枣产业发展提供科学依据。利用红枣种植区1971—2010年气温资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendal法、滑动T检验和Morlet小波分析等方法,研究了该区域年、季平均气温以及年极端最高最低气温的演变特征。结果显示：近40年红枣种植区年平均气温和年极端最高气温显著上升,年极端最低气温下降;四季中冬季增温最明显,其次是春季、夏季、秋季。气温在20世纪80—90年代发生突变,冬季气温突变出现最早,其次为年、春季、夏季气温,年极端最高气温。气温主要存在31年左右的周期。空间分布上具有南高北低、西高东低的特征。气温升高对红枣物候期、产量、病虫害等方面均产生一定影响。     

蒸汽介质热处理对竹材表面润湿性的影响

选取蒸汽介质热处理方法对毛竹材进行表面处理,利用液滴法测定热处理前后蒸馏水、甲酰胺和二碘甲烷在其表面的接触角,并采用傅立叶变换红外光谱技术探讨热处理竹材表面化学组分变化,进一步说明热处理对竹材表面润湿性的影响。结果表明,热处理温度和时间对竹材表面润湿性均有显著影响;与未处理竹材相比,热处理竹材表面接触角均增大。不同润湿液体在竹材表面的润湿程度不一样。热处理后竹材细胞壁组分发生变化,纤维素、半纤维素发生热降解,其含量降低,羟基减少,使得竹材表面润湿性降低。