基于深度学习的病虫害智能化识别系统

我国农作物种植覆盖面广、分散度高,病虫害发生种类多、区域性发生规律复杂,传统的人工鉴定技术从效率、能力与精度方面均难以满足新形势下重大病虫测报要求。针对这一实践需求,以测报灯下害虫图像数据库(约18万张)、田间病虫害图像数据库(约32万张)为基础,构建了基于深度学习方法的病虫害种类特征自动学习、特征融合、识别和位置回归计算框架,并研发了移动式病虫害智能化感知设备和自动识别系统。通过近2年的精确度和实操运行效率检验,该系统在自然状态下对16种灯下常见害虫的识别率为66%～90%,对38种田间常见病虫害(症状)的识别率为50%～90%。随基础数据库的不断丰富、神经网络深层特征提取的不断完善,该系统有望进一步提高识别准确率,从而真正实现田间病虫害识别自动化、智能化和高效率。     

基于递进式卷积网络的农业命名实体识别方法

目前基于预训练语言模型（Pre-trained Language Model,PLM）的命名实体识别的研究在面对农业领域存在的实体命名方式繁杂、实体边界模糊等问题时,仅使用PLM最后一层表示输出,且均从外部引入知识或操作对实体表示进行增强,忽视内部各层本身蕴含语言不同层次的丰富信息。为解决上述问题,提出一种基于递进式卷积网络的命名实体识别方法。该方法首先存储自然句子,通过PLM后得到的每层输出表示;其次以递进式卷积作为全层信息的特征提取手段,对储存的模型中间层输出表示依次卷积。模型将注重全层信息,包括被忽略的浅层输出,而有研究表明靠近输入的模型层输出的句子嵌入包含更多的诸如短语、词组等粗粒度信息,对于边界模糊的农业命名实体识别,更关键的词组界定信息或许就隐含在这些被忽略的浅层嵌入中,可为农业领域存在的命名实体识别问题提供帮助。无需外部信息的引入,充分利用已使用的计算力得到的结果就能增强句子的表示嵌入;最终通过条件随机场（Conditional Random Field,CRF）模型生成全局最优序列。在构建的包含农作物品种、病害、虫害和农药4类农业实体的农业数据集上,所提方法的综合性指标...     

基于本体的水稻栽培知识库构建及应用

在人工智能领域(AI)中,Ontology作为知识表示和知识组织的主要工具,能有效地对知识进行系统化的组织和表示,这种结构化知识表示有利于解决信息检索、资源组织等。以构建水稻栽培学知识库为依托,研究了本体在该领域的构建原则、方法等,通过对相关的分类体系确立、属性定义、实例确定,以及本体存储等各个部分进行研究,详细地阐述了本体信息的结构组织体系的确立与相关知识及其应用的全过程。     

联合收割机谷物流量传感器研究进展

农业机械智能化是现代农机发展的重要方向之一。传感器是农业机械智能化的关键元器件。在介绍精准农业中使用广泛的联合收割机谷物流量传感器国内外最新研究进展的基础上，总结分析当前各类谷物流量传感器存在的问题，指出谷物流量传感器的发展趋势。      

非接触电导检测土壤养分离子的谱峰自动识别方法

[目的/意义]电容耦合非接触式电导检测(Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection,C⁴D)在农业土壤养分离子检测方面发挥着重要作用。对C⁴D信号中离子特征峰的有效识别,有利于后续对离子特征峰的定性和定量分析,为加强农业土壤养分管理提供依据。然而,C⁴D信号的特征峰检测仍然存在无法自动精准识别、人工操作复杂、效率低等缺点。[方法]提出一种基于连续小波变换结合粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)和最大类间方差法(Otsu)的谱峰自动识别算法,旨在实现准确、高效、自动化的C⁴D信号峰识别。采用C⁴D检测样品溶液,得到离子谱图信号,对谱图信号进行连续小波变换,得到小波变换系数矩阵。通过搜索小波系数变换系数矩阵极值,识别出脊线和谷线。将小波系数矩阵转换为灰度图像,结合PSO和Otsu寻找最佳阈值,进一步对灰度图像的背景和目标分割,再结合原始谱图中的脊谷线识别谱图中的特征峰。[结果...     

用于土壤中氮钾含量快速测定的非接触电导微流控芯片

[目的/意义]土壤中氮、钾元素在作物生长和农业生产过程中具有关键作用。快速定量检测土壤中氮、钾含量对指导精确施肥具有重要意义。因此,建立一种快速可靠的土壤氮、钾含量检测方法十分必要。[方法]本研究建立一种基于聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)微流控芯片电泳和电容耦合非接触电导检测(Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection,C⁴D)方法,快速定量检测土壤中氮、钾养分离子。通过微流控电泳芯片实现对土壤中多种离子快速分离,利用C⁴D进行电导率变化的精准测量。基于检测器工作频率输出响应特性,激励电压响应特性和电泳电压,确定最佳分离和检测性能。[结果和讨论]该方法对钾离子(K⁺)、铵根离子(NH₄⁺)和硝酸根离子(NO₃^-)标准溶液的检测限(S/N=3)分别为0.5、0.1和0.4 mg/L。K⁺、NH₄     

农业传感器与智能检测技术发展任重道远

正如果智慧农业是一棵树,那么传感器和智能感知就是树的根,是智慧农业的源头。作为农业信息获取的"感觉器官",农业信息感知层的关键组成部分,农业传感器承担着数据采集和传输的重任。通过传感器,可以有效降低人力消耗,更能极大摆脱天气因素限制。同时,将农业生产中的个人经验转化成更科学、更精确的信息手段和以软件为中心的生产模式,从而让农业生产真正走上智能化、自动化和远程控制化的智慧农业发展之路。近年来我国农业传感器从论文、专利、产业、技术体系     

猪病本体的构建及SWRL推理研究

针对猪病知识特点,采用OWL DL语言构建猪病本体,利用SWRL规则语言的表达能力,定义猪病推理规则,并给出了几种可实现的推理功能,借助Jess推理引擎实现了猪病知识诊断推理。结果表明,将SWRL规则引入猪病本体中,为建立高智能、可共享与复用的猪病知识库和诊断规则库提供了有效途径。     

基于群聚个性化搜索引擎

在这十多年的发展过程中，搜索引擎技术日渐成熟。我们根据对搜索引擎历史和个性化搜索引擎的历史和现状研究，对当前的方法进行评价并提出一种基于群聚的个性化搜索引擎实现的方法。     

土壤钾离子非接触电导检测装置设计与试验

为确保土壤钾离子检测的时效性和准确性,设计了非接触电导检测装置。首先,设计与毛细管配套的非接触式电导检测池,以金属圆筒结合导电银胶构建激励电极、屏蔽电极和接收电极。其次,构建非接触式电导检测器,包括激励信号发生电路、前置放大电路及检波放大电路,搭建了一个板级的激励信号发生电路,该电路采用考毕兹振荡器电路匹配高频变压器的方案。前置放大电路采用跨阻放大拓扑,检波放大电路将前置放大电路输出的毫伏级交流电压信号,通过整流、调零、程控放大,得到一个固定范围的直流电压,用于上位机采集。通过电导率的变化波形可以分析出土壤溶液中的钾离子含量。最后,采用设计的非接触式电导检测装置对6种标准土样的钾离子含量进行初步检测分析。结果表明,6种土壤样品的钾离子含量测试结果与标准值的趋势一致,说明此套非接触式电导检测装置能够完成土壤样品的初步检测,并与标准值存在相关关系。