基于关联数据的农业信息空间数据组织研究

介绍了农业信息空间、关联数据和RDF格式的内涵与应用研究现状,以及农业信息空间下基于关联数据的知识资源组织方式和机制原理,提出了基于关联数据的知识资源发布应用模式和资源服务方式,有利于更好地扩展知识资源的内容,提升知识资源的发现服务,为我国关联数据的理论研究和应用实践提供一定的参考。     

秸秆旋埋还田后空间分布效果仿真与试验

对传统旋耕机(TR)、秸秆旋埋还田机(SR)和深松+秸秆旋埋还田机(SSR)进行了秸秆还田离散元仿真和田间试验对比。通过设计的秸秆三维坐标测量装置对秸秆在土壤中的空间坐标进行了测量,并在三维绘图软件中还原了秸秆在土壤中的空间状态,及秸秆在三维图中量化及可视化显示。对取样立方体进行分层、横向及纵向划分等探究了秸秆在土壤中垂直分布及水平分布的均匀性。利用离散元软件建立了相应的仿真模型,并与田间试验设定了相同的作业参数,在仿真作业完成后,通过设置不同尺寸的Geometry Bin计算区域内秸秆数量,并分别对应实际田间作业的分层、横向和纵向划分。在分层处理中,仿真与实测结果表明,SR和SSR埋入土壤中的秸秆量都明显大于TR,尤其是埋入土壤下层的秸秆量均是TR的数倍。TR、SR和SSR作业后各层秸秆占比仿真值和实测值的变异系数均呈递减趋势,其中SSR的变异系数最小,分别为28. 8%和28. 7%。3种耕作装备下仿真值与实测值的变异系数相差不大,平均误差为9. 6%。横向和纵向划分中,TR、SR和SSR的各区域秸秆占比仿真值和实测值的变异系数无绝对规律,SSR的变异系数均最小。离散元仿真和田间试验结果表明,SSR秸秆还田后,秸秆在土壤中垂直分布和水平分布的均匀性均最优。离散元仿真较好地拟合了实际田间作业后秸秆的空间分布状态,相对误差在可接受范围内。     

空间导叶式离心泵的数值计算及优化设计

基于Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型,采用SIMPLEC算法对一空间导叶式离心泵进行全流道三维湍流数值计算,分析了导叶式离心泵在设计工况下整个流道、环形空间及其空间导叶内部的流场分布,并进行试验验证计算结果.结果表明,叶轮叶片吸力面靠近进口区域压力最小,出现负值,该区域将有可能发生空化;液体流经叶轮和空间导叶之间的环形空间时将产生较大的冲击损失;液体由叶轮出口高速旋转流出经过环形空间流入空间导叶,空间导叶进口附近流速较大,在空间导叶吸力面的入口处存在二次流.试验结果和计算结果吻合较好,在相同流量下数值计算结果和试验数据的最大误差基本小于15%,在可以接受的范围之内,证明了数值计算的有效性.该研究结果为空间导叶的几何参数优化提供了一定的理论参考.     

细水雾大空间局域环境调节系统的设计及应用

提出了大空间局域环境喷雾降温、增湿、调湿系统的设计方法.针对细水雾扩散蒸发过程,建立了大空间局域环境调节的数学模型.以上海世博会特钢大舞台喷雾降温系统为例,对系统终端的耗水量以及降温空间内的湿度变化进行计算分析后发现,在半室外环境喷雾降温过程中,由于环境温度的降低,空气的饱和含水量下降,水蒸气含量增加,局部环境湿度增大.采用人工送风对环境湿度进行调节,配风量对比计算表明,增大配风量可以加快环境湿度趋于稳定.设定降温终端的工作频率后,相对湿度可控制在88%以下.计算分析模型忽略了人体散热、散湿等非关键因素.所提出的系统设计、优化和分析方法已经成功应用于奥运会场馆工程,对世博轴及场馆等室外和半室外环境喷雾降温系统的设计也具有重要的参考价值.     

玉米籽粒内部组分低对比度透射图像精确分割研究

为解决玉米籽粒透射图像由于对比度较低造成内部组分提取不精确的问题,提出一种基于色彩通道非线性变换的多通道重叠区域分割方法,对玉米籽粒图像在灰度、R通道及b通道下得到的二值图像使用重叠区域原理,实现玉米籽粒组分的精确分割。首先,采集不同玉米品种的籽粒透射图像,提取单粒玉米籽粒;其次,采用多通道重叠区域法分割单粒籽粒图像,得到玉米籽粒胚部、角质胚乳和粉质胚乳3部分的图像;最后,以查全率和查准率评价多通道重叠区域法与传统图像分割方法对不同品种玉米籽粒的分割效果。不同品种玉米籽粒的分割试验表明:多通道重叠区域分割方法的查全率、查准率及综合评价指标均达到98%以上,分割效果优于传统的图像分割方法,能够实现不同品种透明角质玉米籽粒透射图像的精确组分分割。     

基于因素空间的油葵联合收获机故障诊断推理机制

当油葵联合收获机出现脱粒滚筒堵塞等故障时会影响联合收割机作业效率,而缺少自动故障早期预警手段的问题日益突出。为此,以因素空间理论为基础,研究了油葵联合收获机的故障诊断问题。在因素空间中,油葵联合收获机故障通过将其征兆因素集综合起来进行描述,通过因素分析得到故障诊断类型;并构建了装备故障诊断知识库和推理机制,进行了油葵联合收获机故障诊断仿真。仿真结果表明:基于因素空间理论的故障诊断方法能够成功地诊断出其故障类型,对油葵作物联合收获机的科学维护及可靠运行提供重要的参考。     

农用无人机飞行控制中的英语语言理解名词汇聚

农用无人机飞行作业中会受到各种因素影响,实际航线与规划航线之间存在偏差,要精确控制飞行状态,才能按照规划的航线飞行。增强无人机的智能性和自主性是解决这个问题的有效途径,自然语言理解可以作为技术基础。为此,研究了英语语言理解在农业拍摄无人机飞行控制中的作用,并对名词汇聚进行重点分析;列举了无人机状态监测、定位导航和姿态控制这3种控制功能的代表性名词,名词类型以普通名词和事件名词为主。这种方法可以控制无人机按照预定的航线和高度飞行,并能对环境变化做出迅速的反应。因此,英语语言理解名词汇聚可以提高农用无人机控制的精确程度,有助于实现自主飞行。     

大载荷无人直升机静电喷雾沉积特性试验研究

为探索在大载荷植保无人直升机下洗气流作用下各因素对静电喷雾沉积特性的影响规律,将正交试验与Box-Behnken响应面试验相结合,在定性分析的基础上,建立起沉积特性参数与荷电电压、飞行参数等影响因素之间的数学预测模型,定量地分析了各因素对沉积特性的影响.结果表明:大载荷无人直升机静电喷雾沉积特性受施药过程中荷电电压和飞行参数的影响显著.雾滴单位面积沉积量与荷电电压成正相关,与飞行速度、飞行高度成负相关.相同飞行参数下(飞行速度5m/s、飞行高度4m),荷电电压8kV的静电喷雾单位面积沉积量为0.3180μL/cm²,比非静电喷雾单位面积沉积量提高了1.17倍.与此同时,沉积量变异系数与飞行速度成正相关,与荷电电压、飞行高度成负相关,即增加荷电电压、降低飞行速度或者提高飞行高度能有效改善雾滴的沉积均匀性.     

黄河下游影响带地下水系统动力学特征

以黄河下游影响带地下水系统为例,介绍了地下水系统的动力学特征分析方法,计算了其动力学特征指标:Hurst指数为0.91~0.97、Kolmogorov熵为0.054~0.081、最大Lyapunov指数均大于零、分维数为2.50~3.36。分析结果表明:黄河下游影响带地下水系统的各子系统都具有混沌性;Hurst指数刻划了系统的开放程度和受外界干扰程度;分形维描述了非线性系统的复杂程度。     

含水率差值法初探

概述了国内外确定湿润锋面处的有效基质吸力的方法.根据实验数据得知,饱和含水率和初始含水率的差值与湿润锋面处的有效基质吸力S f为成正比的关系,并在此基础上提出了一种求解S f值的新方法,即含水率差值法,由实验数据拟合得到二者的关系式.列出了3种土质的含水率差值法关系式,相关系数均接近于1.表明含水率差值法是目前求解Green-Ampt模型入渗湿润锋面处的有效基质吸力简单和准确的一种方法.