扫描昆虫雷达实时数据采集、分析系统

利用自行设计、制作的扫描昆虫雷达数据采集分析系统,对扫描雷达回波的VGA图像信号进行单帧采集和多幅序列采集,经过图像处理、参数自动识别和回波的自动分析、计算后可得到昆虫活动的方位、高度、距离、密度、飞行的方向和速度等一系列迁飞活动数据。对迁飞昆虫活动实时监测,实现该类害虫的准确预测和有效治理具有非常重要的作用。     

新乡市2016年麦收期2次强对流天气对比分析

为了研究麦收期间强对流天气的发生发展规律，利用常规观测资料、中尺度分析产品和卫星雷达资料，对新乡市2016年麦收期2次强对流过程进行对比分析。结果表明：6月4日的强对流是由地面辐合线触发的；6月5日的强对流是地面冷空气触发的；上干冷下暖湿的垂直结构是产生强对流天气的有利条件；三体散射和悬垂结构预示有冰雹和雷雨大风；中尺度辐合线、辐合区、逆风区的出现和维持是产生局地强降水的一个比较有用的预报依据；维持较大的垂直液态含水量可产生比较大的降水。由此提炼出不同类型强对流天气的预报预警指标，为农业防灾减灾提供科学参考，最大限度地减轻气象灾害造成的不利影响。     

非邻域相干系数估计的PolInSAR树高反演算法

为了提高全极化干涉合成孔径雷达树高反演精度,提出了一种基于非邻域窗口相干系数估计的Pol In SAR树木高度反演算法。该算法首先求取4对全极化干涉SAR图像的最优干涉相位图,再以局部窗口内像素的幅度和相位联合条件概率密度为准则选取与当前像素满足独立同分布的样本,进而获得相干系数的准确估计值,最后采用三段法进行树木高度反演。对仿真数据的处理结果表明,所提算法能够提高观测场景中树木高度的反演精度,并且能够很好地保持图像中的边界细节信息。     

探地雷达树木根系定位与直径估算

针对树木根系的探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)检测图像复杂、解译困难、自动化程度低且精度不高等问题,该研究提出了一种基于YOLOv3的树根自动识别和参数估计的方法。通过不同的根预埋试验分析了根直径、掩埋深度和朝向对根系识别和预测的影响,对比评估了在复杂现场环境下该方法与商业软件常用的阈值分割方法的识别效果。结果表明算法可实现根系自动提取和双曲线顶点定位,对根双曲线的识别准确率和召回率分别达到了96.62%和86.94%,根系参数预测的总平均相对误差在10.57%以内。该方法具有较高的识别准确率和鲁棒性,可实时地对树木根系进行检测并进行根系参数预测,对树木根系无损检测具有重要意义。     

相机与毫米波雷达融合检测农机前方田埂

为满足自主作业农机地头转弯的需求,解决单传感器检测获取信息不足的问题,该研究提出了将相机与毫米波雷达所获取数据融合的多传感前方田埂检测方案,利用视觉检测得到田埂形状后辅助滤除毫米波雷达中干扰点进而得到田埂的距离和高度信息。在视觉检测方面,根据前方田埂在图像中的分布特点,提出了基于渐变重采样选取部分点的加速处理方式,并在此基础上利用基于11维颜色纹理特征的支持向量机进行图像分割和基于等宽假设的几何模型特征进行误分类点剔除,然后拟合提取图像中田埂边界。在毫米波雷达检测方面,提出了竖直放置毫米波雷达的检测方式,以克服安装高度与地形颠簸的影响,并获得前方田埂的高度信息。将相机与毫米波雷达获取的数据进行时空对齐后,利用视觉检测结果滤除毫米波雷达干扰点,并将毫米波雷达获得的单点距离信息进行扩展,形成维度上的数据互补,获得前方田埂的形状、距离、高度等更加丰富准确的信息。测试结果表明,在Nvidia Jetson TX2主控制器上,基于视觉的检测平均用时40.83 ms,准确率95.67%,平均角度偏差0.67°,平均偏移量检测偏差2.69%;基于融合算法的检测平均距离检测偏差0.11 m,距离检测标准差6.93 cm,平均高度检测偏差0.13 m,高度检测标准差0.19 m,可以满足自主作业农机的实时性与准确性要求。     

小麦倒伏的雷达极化特征及其遥感监测

研究探索了雷达遥感大面积监测小麦倒伏状况的潜力。利用覆盖整个小麦生育期的5景时间序列Radarsat-2全极化影像数据,对比分析了倒伏小麦与正常小麦在不同时间、不同极化的雷达后向散射动态响应规律,发现雷达极化特征对小麦倒伏十分敏感,基于此提出利用雷达极化指数监测小麦倒伏的方法。并利用内蒙古额尔古纳市上库力农场春小麦抽穗灌浆期的实地调查数据,对提出方法进行验证,结果表明该方法能有效辨识和监测小麦倒伏。为大面积监测小麦倒伏提供了一种简单、快速、有效的手段。     

基于修正介电常数模型的煤矿区复垦土壤压实评价

模拟复垦机械对试验区土壤进行不同程度的压实,在探地雷达获取土壤介电常数的基础上,检验并修正了4种经典复合介电常数模型,并结合野外试验对修正后的模型通用性进行了验证。结果表明,土壤介电常数与土壤压实指标(土壤紧实度、容重、孔隙率等)相关系数89%,可以表征土壤压实状况;原有复合介电常数模型虽然存在误差不能直接使用,但模型计算值与实测值相关系数0.99,修正后二者拟合误差1%;在野外试验中,基于修正后的介电常数模型反算的土壤压实指标(容重、孔隙率)与实验室测量值误差率5%,通用性较好。表明在科学布设测线以保证探地雷达准确获取土壤介电常数的前提下,可以通过修正后的复合介电常数模型对煤矿区复垦土壤压实状况进行全面客观的评价。     

冬小麦不同生长期雷达后向散射特征分析与应用

雷达遥感具有全天候观测能力,其时效性保障是作物关键物候期观测的迫切需求。该文以全极化雷达遥感数据RADARSAT-2为数据源,选择冬小麦的孕穗期和乳熟期为研究对象,以理论模型MIMICS模拟为依据,分析了冬小麦不同物候期的散射特征和参数提取方法。结果表明：冬小麦不同生长期由于结构上的差异,散射特征差别很大;模型模拟可以为长势反演提供参考,为作物参数反演提供理论依据;孕穗期可以用极化比HH/VV提取作物长势信息,乳熟期极化比VV/VH更易提取长势信息,且精度更高,同时极化比VV/VH能在乳熟期估算冬小麦的产量。     

“6?13”强冰雹天气雷达特征分析及对农业的影响

为了找寻冰雹天气发生的原因及对农业的影响,利用多普勒雷达的反射率因子、径向速度、垂直累积液态水含量(VIL)等产品,结合高低空环流形势及地面资料,对发生在长治市2016 年6 月13 日的强冰雹天气过程进行分析。结果表明：（1）此次冰雹天气是由高空冷槽和与地面暖低压共同作用结果;（2）强回波与三体散射(TBSS)对提前预报强冰雹有较好的指示意义;速度场的辐合辐散可以判断回波未来发展趋势,增强预判准确性;当TBSS出现一定的持续性时,TBSS可以作为强冰雹预警的辅助指标;VIL是判别冰雹的有效工具之一,且对冰雹的预报有较好的指示作用;（3）加强冰雹监测,通过及时的“点”监测,实现“面”预警,是减少冰雹对农业生产造成灾害的一种有效的补充手段。     

自适应巡航系统在汽车中的应用

阐述了汽车自适应巡航系统的作用、工作原理和关键技术,介绍了其在国内外的研究应用情况,并对自适应巡航系统未来发展趋势作了探讨.