灌溉小麦优质高产生态栽培优化数学模型研究

运用农业系统工程原理,采用三因子二次饱和D最优设计方案[8],选取对小麦产量影响较大的播期x1、播量x2和施肥量x3为调控因子[5] [7],以每公顷 产量y为目标函数研究灌溉小麦优质高产生态栽培优化数学模型。结果表明,在试验设计条件下,影响灌溉小麦产量的各生态因素权重依次为播期x1＞播量x2＞施肥量x3,依据建立的模型,目标产量在7500～9000kg/hm2时,灌溉小麦优质高产最佳农艺方案为：播期x1 10月2日～5日,播量x2 145.91～211.76万粒/ hm2,施肥量x3纯N、P（N∶P2O5=1∶1）191.83～304.73 kg/hm2。本研究为灌溉小麦优质高产生态栽培提供科学依据。     

遥控轮式果园高效脉冲喷雾机的研制

针对陕西省矮化果园设计一款结构紧凑、转弯半径小、可视回传遥控轮式高效脉冲喷雾机具。基于可视化轮式平台,利用远程遥控脉冲式喷气发动机进行无人喷雾作业,并在标准矮化果园进行了验证。结果表明,该机具施药药效持久,震荡后产生的0.5~1.0μm药物粒子,在空中漂浮时间长达1~3 h,喷雾效率高,每株树木喷射1~2 s即可完成;比传统喷雾器节省药水60%以上。     

2011—2020年土壤修复领域研究态势的文献计量分析

土壤污染已经成为全球性问题,也是中国环境危害最为严重的问题之一。本文数据来源于中国知网(CNKI)和Web of Science (WOS)数据库,利用CiteSpace软件对2011—2020年土壤修复研究领域的文献进行可视化分析,探讨了土壤修复相关研究的现状及未来发展趋势。研究表明：土壤修复领域的研究（1）发文量总体呈上升趋势,中国、美国、西班牙、印度、澳大利亚是英文发文量位居前5的国家;中国以科学院为主要发文机构;（2）从关键词的中心性和文献被引频次分析得到重金属污染土壤及修复是目前主要的研究内容,而生物修复及生物炭是土壤修复领域的研究热点（3）农药污染土壤修复、生态修复、修复材料及修复技术的研发是未来土壤修复研究领域的重要方向。     

基于几何参数模型和OpenGL的油菜角果可视化研究

以油菜角果为研究对象,通过不同品种和氮肥盆栽试验数据统计分析,拟合得到油菜角果的几何参数模型.在此基础之上,研究了油菜角果的三维建模技术,构建了基于形态特征参数的角果几何模型.用圆柱体模拟果柄;采用组合多个几何图元的方式构建角果果身模型;用圆台体模拟果喙.然后,基于OpenGL图形平台,绘制了角果的三维形态,并进行了颜色渲染和光照处理.最后,通过耦合角果个体形态结构模型以及角果个体之间的相互关系,实现了角果个体-群体2个层次的形态可视化,为构建可视化油菜生长系统奠定了技术基础.     

基于BIM技术与B/S架构的大坝安全可视化监测系统

为了实现大坝整体结构、安全监测测点布置及监测成果的可视化展示功能,并且能够及时、准确地掌握大坝运行状态和异常情况,以甘再碾压混凝土重力坝为例,对传统大坝安全监测系统存在的问题进行了深入的分析与解答,并围绕问题提出了可视化的大坝安全监测系统思想,利用Revit、Dynamo、Civil3D等主流BIM软件建立了大坝主体结构及监测点的模型族库,集成了大坝及监测系统的三维可视化BIM模型.借用于BIMFACE平台轻量化技术、PHP脚本语言和MySQL数据库等现代化信息技术,开发出基于B/S架构的甘再大坝安全可视化系统,实现了BIM模型的Web轻量化展示,可通过客户端浏览器在三维模型中直观查看大坝结构、监测仪器信息以及监测点时程曲线变化等内容.通过本系统的应用,大大提高了大坝运行期间安全监测的可视化管理水平,同时对传统的大坝安全监测系统提出了现代化的建立方式与思想.     

基于深度学习与图像处理的哈密瓜表面缺陷检测

针对传统人工检测哈密瓜表面缺陷效率低等问题,提出利用卷积神经网络（Convolutional Neural Networks, CNN）对哈密瓜表面缺陷进行快速检测。对原始图像进行主成分分析（Principal Components Analysis,PCA）、奇异值分解（Singular Value Decomposition, SVD）和二值化等预处理操作,通过数据扩充得到正常、霉菌、晒伤和裂纹的哈密瓜图像各2 500幅。构建一种改进的类似VGG卷积神经网络模型,将预处理后的图像输入模型,并使用随机梯度下降（Stochastic Gradient Descent, SGD）优化器进行算法优化,为探究CNN模型的特征提取原理,将改进的类似VGG模型每层卷积的特征进行可视化,最后利用开发的哈密瓜表面缺陷检测软件对模型进行试验验证。研究结果表明：图像预处理算法提高了模型的鲁棒性和泛化能力,改进的类似VGG模型优于AlexNet和VGG-16模型,其训练集和测试集准确率分别为100.00%和97.14%;对比预处理前后4类哈密瓜卷积特征可视化结果表明,随着卷积层层数的增加,哈密瓜表面缺陷特征越来越明显,图像预处理后卷积层特征提取效果优于原始图像提取效果。软件测试结果表明：静态下哈密瓜缺陷检测速率达到0.7 s/幅,识别准确率达到93.50%。研究结果可为哈密瓜表面缺陷在线检测技术提供理论依据和技术参考。     

可视化技术在咸阳市水资源管理系统中的应用

运用现代数据库可视化管理技术,对长期以来咸阳市的水质、水量数据和资料进行系统分析和整理,提出了咸阳市水资源管理可视化的技术路线和系统设计方案,建立了咸阳市水资源可视化管理系统,为各职能部门提供科学管理手段,为技术人员进行决策提供科学依据,实现了水资源管理的规范化、高效化和快速化。     

基于可视化的Word办公报表的设计

作为信息化系统的重要组成部分,报表集成了企事业单位日常办公管理中的数据收集、数据处理和格式输出三个环节.针对现行Word报表系统中的模板建模和复杂报表的处理能力不足,通过Word XML(Extensible Markup Language)方案和基于单元格的处理,设计了一个具有良好可视化的Word办公报表系统.该系统有效地提高了报表模板建模的可视化和可操作性,降低了报表的计算复杂度.     

作物生长过程模拟模型与形态三维可视化关键技术研究

针对作物产量形成、品种适应性分析的数字化解析和可视化表达需求,以提高作物模拟模型的时效性、协同性和真实感为目标,结合物联网技术与作物模拟模型,进行了田间数据实时采集;应用多智能体技术进行了作物协同模拟方法研究与框架设计;开展了作物生长过程模拟模型及基于作物模型的形态三维可视化关键技术研究,以小麦作物为例,进行了田间试验,阐述了小麦三维形态模拟可视化系统的设计实现并进行了试验验证;构建了Logistic方程模拟小麦叶长、最大叶宽、叶片高度、株高等的生长变化,采用基于曲线、曲面的参数化建模方法和3D图形库OpenGL构造了小麦器官几何模型。结果表明小麦叶长、最大叶宽、叶片高度和株高模拟模型R ²值在0.772~0.999之间,回归方程的F值在10.153~4359.236之间,且Sig.小于显著水平0.05,模型显著性较好,模型的拟合度较高。本研究将作物模拟模型结果和形态结构模型有效结合,实现了以小麦为代表的作物在不同管理措施条件下的生长过程形态三维可视化表达,为作物生产数字化系统应用提供了更有效的途径,该技术体系与方法同样适用于玉米、水稻等作物。     

植物立体可视化模拟系统原型StereoPlants的构建

随着虚拟植物可视化研究的深入,植物群体以及复杂的植物器官或微观显微结构模拟已成为趋势。目前植物模拟中可视化结果展示方式多是对渲染的图像进行平面显示,不便于对大场景植物群体或复杂微观显微结构可视化结果的认知。为此,该文提出并实现了一个立体显示植物模拟的系统原型,该系统完成植物可视化立体内容的生成到立体展现,系统的软件部分基于跨平台的FLTK界面库与OpenGL图形库完成植物模拟立体可视化架构,支持对现有的基于该图形库的可视化模拟模型的移植,硬件部分由计算机与被动式立体展示系统组成。为了测试系统的可行性与有效性,在立体可视化框架上移植现有植物根系可视化模拟,结果显示,该立体显示植物模拟系统原型可生动地、沉浸地立体显示植物可视化模拟。该原型系统使得植物群体以及复杂的植物器官或微观显微结构的可视化更直观、更容易被认知。