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作物生长模型研究现状与展望

农业机械学报 2024年第2期55卷 1-15,27页

作者：蒙继华王亚楠林圳鑫方慧婷中国科学院空天信息创新研究院北京100094 可持续发展大数据国际研究中心北京100094 中国科学院大学北京100049

作物生长模型由最初的作物生长发育模型发展到农业决策支持模型,在科学研究、农业管理、政策制定等方面发挥着越来越重要的作用。本文首先回顾了作物生长模型的发展过程,并按照模型主要驱动因子,将作物生长模型分为土壤因子、光合作用... 详细信息

作物生长模型由最初的作物生长发育模型发展到农业决策支持模型,在科学研究、农业管理、政策制定等方面发挥着越来越重要的作用。本文首先回顾了作物生长模型的发展过程,并按照模型主要驱动因子,将作物生长模型分为土壤因子、光合作用因子和人为因子驱动3类并分别进行了归纳阐述;然后对典型的模型分别从模型模块、时空尺度、可模拟的作物类型等方面进行列表式对比;并对作物生长模型在气候变化评估、生产管理决策支持、资源管理优化等方面的应用,以及面临的极端条件、复杂农业景观和模型复杂度等挑战进行了总结,在此基础上认为遥感数据同化和孪生农场是其发展方向。

关键词：作物生长模型长势监测作物估产驱动因子遥感孪生农场

基于飞防植保作业的田间气象信息对雾滴沉积的影响研究

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基于飞防植保作业的田间气象信息对雾滴沉积的影响研究

作者：林圳鑫华南农业大学

学位级别：硕士

近年来,由于植保无人机在农药减施增效上的优势,其发展十分迅速,也是近年来农业机械研究的热门。大田气象因素与田间病虫害、植物生长之间关系密切,也与农药的药效、无人机的飞行状态密切相关。因此,构建田间气象信息采集系统、研究气... 详细信息

近年来,由于植保无人机在农药减施增效上的优势,其发展十分迅速,也是近年来农业机械研究的热门。大田气象因素与田间病虫害、植物生长之间关系密切,也与农药的药效、无人机的飞行状态密切相关。因此,构建田间气象信息采集系统、研究气象因子对无人机施药的影响对于无人机施药而言十分重要。为此,本文从微处理器、传感器等的选型开始,构建田间气象信息采集系统,包括硬件和软件设计,最后使用核心装置研究温湿度对无人机作业雾滴沉积漂移的影响。田间气象信息采集系统包括田间气象信息采集装置和软件系统两个部分构成,其中,田间气象信息采集装置用到的模块包括微处理器、传感器模块、电源模块、传输模块、存储模块和外围设备组成,此外,还包括硬件电路和硬件程序设计。根据需求,本设计选用的微处理器为STM32F103ZET6;传感器模块包括SHT10温湿度传感器、B-LUX-V30B环境光传感器、YGC-FS风速传感器、YGC-FX风向传感器、BMP180气压传感器;电源模块包括太阳能电池板,太阳能转化模块,大容量电池三部分;存储模块采用SD卡;数据传输模块采用A9G开发板,传输方式为GPRS传输;外围设备包括气象站架子和百叶箱。软件系统包括服务器和上位机设计,服务器主要实现的功能有数据接收程序设计和数据库设计两部分。其中,数据接收程序实现的功能包括数据接收,数据校验及解析、数据存入数据库三个功能,为了保证数据不丢失,引入了多线程和看门狗程序。数据库包括两个,一个保存硬件系统部分发送的数据,一个保存用户登录信息。上位机设计使用Qt程序设计,该语言编写的程序具有跨平台的功能,一套程序可以在不同的平台如Windows、Mac、Linux操作系统运行,省时省力,易于推广,上位机实现的功能包括数据查看、数据下载、数据绘图等。系统测试主要为测试系统各传感器测量数据的准确性和系统的稳定性,经过实验测试,系统所测量的气象因子包括温湿度、风速、光照度、气压是准确的,系统长时间数据的记录没有中断,气象变化情况也与气象台气象记录相一致,证明了系统能在户外条件长时间运行,具有较大的稳定性。为了研究温湿度对无人机作业雾滴沉积漂移的影响,本课题利用了风洞实验室对环境风速条件有较好控制效果而无法对环境温湿度产生较大影响的特性,以及广东12月份气温条件波动大的特性,在风洞的无人机轨道运行平台进行无人机作业雾滴沉积漂移实验。实验表明,风洞条件下,湿度条件对雾滴沉积粒径、覆盖度、沉积量、沉积密度的影响较大,具体表现为雾滴沉积粒径、覆盖度、沉积量、沉积密度随着环境湿度的升高而增大。而在10-29℃的温度范围内,温度条件对雾滴沉积、漂移的影响不显著。本文的研究可以为构建适用于无人机施药的田间气象信息采集系统提供参考。

关键词：气象信息传感器上位机服务器无人机

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大数据在精准农业上的应用

中国农业科技导报 2019年第1期21卷 1-10页

作者：漆海霞林圳鑫兰玉彬华南农业大学工程学院广州510642 国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心农业航空应用技术国际联合实验室广州510642

精准农业是农业现代化的必由之路,现代急剧膨胀的农业数据和大数据技术的发展为精准农业的发展提供了一种新的方法,成为引领精准农业发展的一支重要力量。首先介绍了大数据的定义及获取方式,同时针对当前农业领域存在的一些问题,引入了... 详细信息

精准农业是农业现代化的必由之路,现代急剧膨胀的农业数据和大数据技术的发展为精准农业的发展提供了一种新的方法,成为引领精准农业发展的一支重要力量。首先介绍了大数据的定义及获取方式,同时针对当前农业领域存在的一些问题,引入了精准农业的概念,并介绍了其来源与发展条件,将农业产业链与大数据应用结合起来,解析大数据实现精准农业的过程,并剖析了中国农业大数据应用方面所存在的问题。

关键词：农业大数据生产管理市场

基于LoRa的花生土壤水分监测系统设计与试验

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农机化研究 2021年第8期43卷 69-74页

作者：漆海霞董义洁林圳鑫兰玉彬华南农业大学工程学院广州510642 国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心广州510642

花生的需水量根据不同生长阶段和环境条件而不同,开花期和结荚期需水量较多,而土壤水分含量会直接影响花生生长的水分供给,从而影响花生产量和品质。为了及时监测大田花生生长土壤水分状况,减小恶劣天气造成的影响,设计了一套基于LoRa... 详细信息

花生的需水量根据不同生长阶段和环境条件而不同,开花期和结荚期需水量较多,而土壤水分含量会直接影响花生生长的水分供给,从而影响花生产量和品质。为了及时监测大田花生生长土壤水分状况,减小恶劣天气造成的影响,设计了一套基于LoRa的花生土壤水分监测系统。测试结果表明:在终端节点与网关相距800m远时,通信成功率可达94%以上。系统具有通信距离远、监测面积广的特点,能够应用于户外大面积的数据采集、监测中,具有一定的实用价值。同时,土壤水分监测试验发现同一田块不同位置的土壤水分差异明显,应该进行针对性的灌溉补水。

关键词：花生土壤水分监测系统 LoRa

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波浪能供电观测浮标防腐方案设计及仿真

太阳能学报 2024年第2期45卷 213-217页

作者：张亚群李显豪盛松伟王坤林黄圳鑫高桂飞中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院可再生能源重点实验室广州510640 中国科学技术大学能源科学与技术学院合肥230026 青岛雅合科技发展有限公司青岛266011

针对波浪能供电观测浮标的结构组成,分析其工作原理、运动特性、各系统处的海洋腐蚀环境,将浮标划分成多个海洋污损区域。基于目前的防腐方法和浮标复杂的海洋腐蚀环境,综合考虑成本及施工时效性,提出一种防腐油漆涂层加阴极保护双组合... 详细信息

针对波浪能供电观测浮标的结构组成,分析其工作原理、运动特性、各系统处的海洋腐蚀环境,将浮标划分成多个海洋污损区域。基于目前的防腐方法和浮标复杂的海洋腐蚀环境,综合考虑成本及施工时效性,提出一种防腐油漆涂层加阴极保护双组合的防腐方法,并进行外加电流阴极保护防腐系统及关键参数的设计。通过数值模拟,确定该系统布置在浮标主浮体侧面可实现较好的防腐效果。最后,提出两种防腐系统位置布置方案。

关键词：波浪能装置浮标腐蚀漂浮式波浪能发电装置阴极保护

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基于交互引导的问答对联合生成模型

计算机学报 2024年第2期47卷 251-265页

作者：刘杰林绍鑫王善鹏南开大学人工智能学院天津300350

大规模问答对的自动生成在知识问答库构建和机器阅读理解等许多应用具有关键价值.尽管其重要性已得到广泛认可,现有问答对生成方法仍面临着严峻挑战.首先,在传统的问答对生成模型中,抽取式的答案获取方法难以适用于复杂的自然交互场景.... 详细信息

大规模问答对的自动生成在知识问答库构建和机器阅读理解等许多应用具有关键价值.尽管其重要性已得到广泛认可,现有问答对生成方法仍面临着严峻挑战.首先,在传统的问答对生成模型中,抽取式的答案获取方法难以适用于复杂的自然交互场景.相比较而言,生成式模型通过对文本的语义理解,能够自动生成表述更加自然的答案.其次,对于问答对生成任务来说,为了防止生成的答案和问题出现语义上的不匹配,需要更全面地捕捉并增强答案生成和问题生成两个子任务之间的交互.最后,由于答案抽取和问题生成存在任务难度的差异,这两个任务在联合训练的过程中会出现任务之间的优化不平衡问题.为此,本文提出了一个基于交互引导的问答对联合生成模型(Interaction-Guided Joint Abstractive QAPs Generation Model,IGJA-QAP).具体而言,本文设计了一个带有答案引导的多头门机制的联合生成模型,同时对两个子任务进行统一建模并有效地捕获和增强它们之间的信息交互,从而可以生成语义上匹配的问答对.本文在三个大规模数据集SQuAD、NewQA和CoQA上进行了综合全面的实验分析.本文提出的模型在答案生成任务上METEOR值平均分别超出其他最佳方法3.0%、5.9%和4.3%,问题生成任务上METEOR值平均分别超出其他最佳方法1.5%、0.5%和2.1%.实验结果表明,本文提出的模型达到了目前最高的性能.

关键词：问答对生成统一生成式模型答案引导的多头门指针网络相互优化

高寒草甸矮生嵩草不同根序解剖结构对生境干旱化的响应

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生态学杂志 2024年第1期43卷 8-16页

作者：韩雨圳陈凤林杨春娇张大才西南林业大学西南地区生物多样性保育国家林业和草原局重点实验室昆明650224

植物根系由不同根序组成,然而,它们的解剖结构对生境干旱化的响应是否一致尚不清楚。本研究于藏东南东达山矮生嵩草(Kobresia humilis)高寒草甸沿生境干旱化梯度设置6个样方,采集矮生嵩草根系。采用石蜡切片法,运用方差分析和主成分分析... 详细信息

植物根系由不同根序组成,然而,它们的解剖结构对生境干旱化的响应是否一致尚不清楚。本研究于藏东南东达山矮生嵩草(Kobresia humilis)高寒草甸沿生境干旱化梯度设置6个样方,采集矮生嵩草根系。采用石蜡切片法,运用方差分析和主成分分析,比较不同土壤水分生境中矮生嵩草一、二级根序解剖结构的差异及可塑性强弱。结果表明:一、二级根序间解剖结构组成无明显差异,其中横切面表皮细胞近似长方形,排列紧密,面积较大(87.6~126.0μm^(2));一、二级根序解剖结构对生境干旱化的响应不一致,一级根中表皮细胞面积和厚度、皮层厚度(含厚壁组织与薄壁组织)均与土壤含水率呈显著负相关,而二级根呈显著正相关(P<0.05);一级根表皮占径比在土壤水分梯度间的差异显著,其他解剖结构差异不显著,二级根解剖结构(除皮层厚壁组织外)的占径比在土壤水分梯度间均存在显著差异;一级根皮层薄壁组织厚度可塑性最强,皮层厚壁组织厚度可塑性最弱;二级根横切面面积可塑性最强,中柱面积可塑性最弱。总之,矮生嵩草根系表皮、皮层解剖结构对土壤水分梯度变化的可塑性强,但不同根序解剖结构对生境干旱化的响应机制不同,表现出其潜在的储水能力或吸水能力,根序法为研究根系的生境适应提供了新的思路。

关键词：草本植物解剖结构根序可塑性水分梯度

一种以科研团队为服务对象的科研人员推荐模型

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数据分析与知识发现 2024年第3期8卷 132-142页

作者：刘成山李普国汪圳西安电子科技大学经济与管理学院西安710126 长安大学图书馆西安710064

【目的】本研究提出一种针对科研团队的深度学习组推荐模型,旨在满足科研团队招聘科研人员的需求,提高推荐效率。【方法】首先应用自注意力机制学习团队的语义表示,接着采用神经协同过滤模型学习团队与科研人员间的非线性关系,最终得到... 详细信息

【目的】本研究提出一种针对科研团队的深度学习组推荐模型,旨在满足科研团队招聘科研人员的需求,提高推荐效率。【方法】首先应用自注意力机制学习团队的语义表示,接着采用神经协同过滤模型学习团队与科研人员间的非线性关系,最终得到团队与人员的契合程度作为推荐的依据。【结果】实验结果显示,在公共数据集上,与基线模型相比,本文模型在推荐正确率和F1值上分别提高10.22和10.25个百分点,在实际推荐场景中表现优异。【局限】深度学习模型的参数量较小,仍有优化空间。【结论】本文模型可以有效提高科研人员招聘的效率,有助于科研服务机构提升服务水平,满足科研团队招聘人员的需求。

关键词：组推荐科研团队科研人员推荐自注意力机制

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顺倾软岩边坡滑坡机理与控制技术研究

顺倾软岩边坡滑坡机理与控制技术研究

作者：林令鑫北方工业大学

学位级别：硕士

滑坡灾害的发生与地质构造关系密切,并直接决定边坡控制技术方案。不同地质构造形式的边坡,滑坡发生概率和程度区别也很大,比如露天矿顺倾软岩边坡,在地下水、重力、以及外力条件下更易发生滑坡。本文以云南某露天煤矿为工程背景,采用... 详细信息

滑坡灾害的发生与地质构造关系密切,并直接决定边坡控制技术方案。不同地质构造形式的边坡,滑坡发生概率和程度区别也很大,比如露天矿顺倾软岩边坡,在地下水、重力、以及外力条件下更易发生滑坡。本文以云南某露天煤矿为工程背景,采用现场调查、地质勘探、理论分析、实验研究、数值模拟、可行性方案对比等综合性研究方法,对顺倾软岩边坡的变形规律及安全控制技术进行了研究。(1)针对顺倾软岩边坡与矿山动态生产的特殊工况、进行了资料收集、滑坡区调查、工程地质勘查等工作,获得区域地质构造、地层岩性、地下水赋存等情况,并确定基底灯影组白云岩岩溶裂隙为承压水层。对工程地质钻探取得的岩心进行岩石物理性质试验以及对滑坡区域的反分析,得到边坡岩体物理力学推荐指标。(2)通过对研究区工程概况分析,确定了影响研究区边坡稳定的控制因素为水、岩层倾角、结构面、岩性,结合已有关于多岩层间的作用力方面的研究成果,分析得到研究区边坡主要变形破坏模式为“滑移-压碎-剪断失稳”,结合工程实际确定采用多层滑带滑坡的稳定性方法进行计算分析。(3)针对实际工况采用“现场调查+边坡监测+数值仿真”的综合方法确定研究区域边坡滑坡灾变机理及灾变演化过程。通过现场调查滑坡历史、变形演化痕迹,直观确定滑坡体轮廓,分析边坡监测数据,准确圈定滑坡区范围及灾变演化阶段。通过数值仿真和边坡稳定性计算评价研究边坡变形破坏机理及对应的边坡稳定性,进而为边坡治理方案提供理论依据。(4)在对影响边坡稳定的控制因素分析的基础上,提出了“控水+调结构+增强度”的动态控制技术措施,并对各种方案进行了系统的模拟仿真和稳定性计算,确定最优的综合治理方案。通过设置疏干井、仰斜排水孔、截排水沟等系列排水工程,在运行75天时,边坡稳定性系数由1.016升高到1.106。北帮上部的削坡减载,在结合现场实际状况下对清方区域进行分析,选定清方区域,分析清方区域削坡后稳定性变化情况,并对削坡减载区域进行清方量计算,得到首采区清方量为75万立方,二采区清方量为55.8万立方,边坡稳定性系数由1.106提高到1.178。(5)在“疏干排水”和“削坡减载”措施的前提下,开展桩基础加固措施研究。结合理论分析和数值模拟成果及工程经济性,确定北帮边坡局部区域采用“抗滑桩+水泥土桩”的治理方案。通过控制变量法对桩体参数进行了计算和比选,最终确定抗滑桩工程参数为:抗滑桩位于水泥土桩右侧,埋入深度5m,桩径1.5m,桩距3m、水泥土桩桩径1.2m,桩距2.5m,边坡稳定性系数提高至1.294。

关键词：露天矿顺倾软岩边坡疏干排水削坡减载抗滑桩+水泥土桩