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基于机器学习的水稻病害识别和叶龄检测算法研究

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基于机器学习的水稻病害识别和叶龄检测算法研究

作者：蒲一鸣哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着农业信息智能化的高速发展,传统的靠天吃饭模式演变成为由智能设备监控生产过程并进行自动调控的新型农业模式。如何对这些智能设备采集的数据特别是其中的图像数据进行处理,从中提取出其中的有用信息,并与实际的生产调控措施相结合... 详细信息

随着农业信息智能化的高速发展,传统的靠天吃饭模式演变成为由智能设备监控生产过程并进行自动调控的新型农业模式。如何对这些智能设备采集的数据特别是其中的图像数据进行处理,从中提取出其中的有用信息,并与实际的生产调控措施相结合,从而推动农业生产的高效、快速运作,具有重要意义。本研究将图像处理和机器学习应用于水稻的病害自动识别和叶龄自动检测中,这一方法相比于传统的人工识别和诊断方法更高效、准确。主要内容包括:首先,介绍了机器学习算法和图像处理的基本理论,为后续的病害识别算法研究和叶龄诊断算法研究提供了相应的理论指导和技术方案。接着,在对水稻病害进行识别的算法研究中,采用了机器学习方法进行水稻病害识别。本文主要研究三种水稻常见病害,即稻瘟病、白叶枯病和细菌性条斑病。具体内容包括:首先,对水稻病害图像进行预处理,然后分割出水稻病斑,建立对应的水稻病害图像集。然后,针对不同病斑的病理外在表现,提取多个方面的特征,再采用主成分分析法对提取的特征进行了优化。之后,分别采用BP神经网络和支持向量机建立模型,对优化后的特征进行分类测试,选择了其中识别准确率更高的BP神经网络作为最终的分类模型。最后,对BP分类模型提出改进,用遗传算法来对BP算法中的权值和阈值的初始选择过程进行优化。实验结果表明GA-BP改进算法具有可行性,提高了病害识别准确率。然后,在对水稻叶龄进行诊断的算法研究中,首先采用传统的图像处理方法对水稻叶脉进行提取,在传统算法对叶脉的提取效果不佳的情况下,提出一种新的基于聚类均值判断的方法用于提取水稻叶脉,改善之后的叶脉提取算法可以成功地提取出水稻主叶脉。并且使用该算法分别对有病害的水稻叶片和无病害的水稻叶片进行验证,算法提取效果良好。同时以该算法为基础,再结合叶脉偏向法,经过实际测试实现了叶龄诊断。最后,结合水稻病害识别结果和水稻叶龄诊断结果,在识别病害的基础上,以叶龄诊断技术为核心,针对不同的病害,然后根据不同叶龄阶段对稻田及时采取相应的管理措施,进行寒地水稻智慧调控。

关键词：水稻病害识别 BP神经网络图像处理叶龄诊断

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行走间，我发现了“破冰”的绚烂

作文新天地 2024年第Z2期 42-43页

作者：王一鸣江苏省如皋市白蒲镇初级中学九(5)班

有时，看似冰塞雪满，踟蹰难前，但行走之间，或许会峰回路转，眼前已柳暗花明。几周前，经过激烈角逐，我参加的江苏省初中生作文大赛与江苏省中小学生诗歌竞赛，均惊喜入围，获得了奔赴南京参加决赛的资格。这个喜悦还没来得及充分发...

有时，看似冰塞雪满，踟蹰难前，但行走之间，或许会峰回路转，眼前已柳暗花明。几周前，经过激烈角逐，我参加的江苏省初中生作文大赛与江苏省中小学生诗歌竞赛，均惊喜入围，获得了奔赴南京参加决赛的资格。这个喜悦还没来得及充分发酵，便被陆续收到的比赛通知给整蒙了——两个比赛同一天！所幸，一个上午，一个下午；所忧，一个江南，一个江北，距离四十分钟的车程。细看之下，愈发崩溃——诗歌大赛项目繁多，

关键词：

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校车防遗忘儿童报警系统

学苑创造(3-6年级阅读) 2024年第6期 18-20页

作者：蒲鸣阳南宁市民乐路小学

指导老师许钰梓，南宁市民乐路小学科学教师，曾获得2021年南宁市青少年科技创新大赛优秀科技辅导员荣誉称号，所指导的学生曾获得第37届广西青少年科技创新大赛青少年科学DV作品竞赛二等奖。朱行爱，南宁市民乐路小学科学教师，所指导...

指导老师许钰梓，南宁市民乐路小学科学教师，曾获得2021年南宁市青少年科技创新大赛优秀科技辅导员荣誉称号，所指导的学生曾获得第37届广西青少年科技创新大赛青少年科学DV作品竞赛二等奖。朱行爱，南宁市民乐路小学科学教师，所指导的学生曾获得第37届广西青少年科技创新大赛青少年科学DV作品竞赛一等奖。

关键词：

来源：博看期刊

黑龙江省绥棱县多情景景观格局变化特征及碳储量时空演变分析

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北方园艺 2024年第2期 68-78页

作者：于小博周宇欣蒲一帆路毅东北林业大学园林学院黑龙江哈尔滨150040 电子科技大学集成电路科学与工程学院四川成都611731

基于2000、2010、2020共3期绥棱县土地利用数据,利用InVEST模型测算2000—2020年绥棱县碳储量变化,并通过FLUS模型与Fragstats模型模拟出3种场景下绥棱县景观格局及碳储量变化。结果表明:1)2000—2010年期间,绥棱县景观破碎度增加,蔓延... 详细信息

基于2000、2010、2020共3期绥棱县土地利用数据,利用InVEST模型测算2000—2020年绥棱县碳储量变化,并通过FLUS模型与Fragstats模型模拟出3种场景下绥棱县景观格局及碳储量变化。结果表明:1)2000—2010年期间,绥棱县景观破碎度增加,蔓延度下降;碳储量呈现上升趋势,共增加1.076×10^(5)t。2010—2020年期间,景观破碎度加剧,景观异质性增加;碳储量下降趋势明显,共减少0.609×10^(5)t。2)3种场景下景观异质性均有增加,生态保护场景相较其他2种场景有所缓解,自然发展场景与农田保护场景下碳储量均呈现下降趋势,分别为18.051×10^(6)、18.059×10^(6)t,其中生态保护场景下碳存储量有所增加,为18.116×10^(6)t,相较自然发展场景高出6.08×10^(4)t。因此,通过分析绥棱县不同场景下土地景观格局变化特征,进而计算碳储量变化,为绥棱县国土空间规划提供参考依据,其中生态保护场景更有利于城镇发展,故应遵循低碳城区开发模式,以人居环境为导向,合理组织土地资源区划,推进生态绿色城区建设。

关键词：县域规划多情景模拟景观格局碳储量时空演变

富含支化精氨酸的两亲性阳离子脂质肽体内外mRNA基因递送能力及安全性评价

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药学学报 2024年第4期59卷 1079-1086页

作者：王一醇蒲艺瑶毕群杰宋相容金蓉蓉聂宇四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心/四川大学生物医学工程学院四川成都610064 四川大学生物治疗全国重点实验室四川成都610041

mRNA基因治疗因其可扩展、修饰,不需要进入细胞核及不整合宿主遗传基因等优势而备受关注。在基因治疗中,将mRNA安全有效地递送到细胞内对于基因治疗的成功至关重要。本研究基于前期设计合成的富含支化精氨酸的两亲性阳离子脂质肽(dendri... 详细信息

mRNA基因治疗因其可扩展、修饰,不需要进入细胞核及不整合宿主遗传基因等优势而备受关注。在基因治疗中,将mRNA安全有效地递送到细胞内对于基因治疗的成功至关重要。本研究基于前期设计合成的富含支化精氨酸的两亲性阳离子脂质肽(dendritic arginine&disulfide bond-containing cationic lipopeptide,RLS)基因载体在斑马鱼体内成功实现比商品化试剂Lipofectamine 2000高1.5倍的mRNA转染效果,并通过体外细胞毒性和斑马鱼体内生物安全性研究证实其具有良好的生物安全性。首先,通过核磁共振氢谱(1H NMR)及飞行时间质谱(MALDI-TOF)对阳离子脂质肽的化学成分进行表征。通过动态光散射粒度分析仪(DLS)测试的粒径和电位结果显示,在氮磷(N/P)比为20时,RLS与mRNA复合组装体形成平均粒径约220 nm、表面ζ电位约+21 mV的均匀纳米粒子。体外基因转染中,RLS在人胚肾293细胞(HEK293)和大鼠间充质干细胞(MSC)中的转染效率较Lipofectamine 2000分别提高1.2和3倍。此外,将RLS显微注射至斑马鱼胚胎后,通过评价生存率、孵化率和致畸率等指标,进一步证实了其在体内良好的安全性。综上所述,该富含支化精氨酸的两亲性阳离子脂质肽RLS具有优良的mRNA递送性能和安全性。

关键词：支化精氨酸两亲性阳离子脂质肽基因载体 mRNA递送斑马鱼

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见字如面:虚拟沟通风格对领导力涌现的影响

心理科学进展 2024年第6期32卷 886-907页

作者：汤一鹏樊为张晓王淑红熊善阔蒲小萍中南财经政法大学工商管理学院武汉430073 暨南大学管理学院广州510632 武汉理工大学管理学院武汉430070

随着企业运营数智化和管理平台化,员工涌现的领导力逐渐成为支撑组织的关键力量。因此,线上工作情境中领导力涌现机制成为当前亟待探明的问题。领导力涌现的研究目前主要在传统情境中进行探讨。然而,线上情境与传统情境存在显著差异,互... 详细信息

随着企业运营数智化和管理平台化,员工涌现的领导力逐渐成为支撑组织的关键力量。因此,线上工作情境中领导力涌现机制成为当前亟待探明的问题。领导力涌现的研究目前主要在传统情境中进行探讨。然而,线上情境与传统情境存在显著差异,互动沟通方式大相径庭。本研究因此从虚拟沟通风格的视角分析线上工作团队中的领导力涌现机制。本研究首先采用扎根理论的方式探索虚拟沟通中具有领导力内涵的特征,基于沟通风格的结构理论将这些特征区分为虚拟沟通的身份特征、渠道特征和互动特征。然后,本文基于领导者身份构建理论分析身份系统特征、采用以模式为导向的方法探讨渠道特征、从社会网络视角刻画互动特征,研究这些特征在线上工作团队中影响领导力涌现的作用机制。本研究拓展了领导力涌现的理论内涵,并为企业如何善用数字媒介进行有效管理沟通提供了科学的依据。

关键词：领导力涌现虚拟沟通风格身份特征渠道特征互动特征

考虑最小尺寸控制的压力驱动柔顺机构拓扑优化设计

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 1050-1059页

作者：占金青蒲圣鑫王啸刘敏华东交通大学机电与车辆工程学院江西南昌330013 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室江西南昌330013

拓扑优化设计的压力驱动柔顺机构拓扑构型容易出现类铰链结构,导致难以制造加工。为了满足制造工艺要求,提出一种考虑最小尺寸控制的压力驱动柔顺机构拓扑优化设计方法。采用改进的固体各向同性材料惩罚模型,利用达西定律结合排水项计... 详细信息

拓扑优化设计的压力驱动柔顺机构拓扑构型容易出现类铰链结构,导致难以制造加工。为了满足制造工艺要求,提出一种考虑最小尺寸控制的压力驱动柔顺机构拓扑优化设计方法。采用改进的固体各向同性材料惩罚模型,利用达西定律结合排水项计算流体压力载荷,以机构的互应变能最大化和应变能最小化为优化目标,采用Otsu算法和拓扑细化算法提取柔顺机构的骨架特征,从而构建最小特征尺寸控制,以结构体积和最小特征尺寸作为约束,建立考虑最小尺寸控制的压力驱动柔顺机构拓扑优化模型,采用移动渐近线算法进行压力驱动柔顺机构拓扑优化问题求解。数值算例结果表明,所提设计方法获得的压力驱动柔顺机构最小特征尺寸满足约束,能够有效地抑制类铰链结构,并且分析不同最小控制尺寸对柔顺机构拓扑优化结果影响规律。

关键词：柔顺机构压力载荷拓扑优化最小尺寸控制

面向地铁客流分析场景的弹性集群云平台架构设计及部署方案

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城市轨道交通研究 2024年第1期27卷 156-161页

作者：蒲一超张琦田琳周函冉莉于沁上海申通地铁集团有限公司上海201103 同济大学电子与信息工程学院上海200013 上海市信产通信服务有限公司上海200050

[目的]在数字化技术迅速发展的当下,云技术被广泛应用在包括地铁系统在内的各行各业。出于对乘客出行安全的保障,实现大规模客流数据的实时获取和高效分析,需要提出面向客流分析场景的弹性集群云平台方案。[方法]分析了弹性集群云平台... 详细信息

[目的]在数字化技术迅速发展的当下,云技术被广泛应用在包括地铁系统在内的各行各业。出于对乘客出行安全的保障,实现大规模客流数据的实时获取和高效分析,需要提出面向客流分析场景的弹性集群云平台方案。[方法]分析了弹性集群云平台的核心功能需求,提出了弹性集群云平台的架构,阐述了弹性集群云平台的独特能力。针对不同发展阶段的地铁系统提出了2个弹性集群云平台部署方案,分析了各部署方案的优劣。以上海地铁为例,基于能力需求对比了部署方案的投资成本。分析了弹性集群云平台架构与地铁客流分析业务特征的匹配性。[结果及结论]地铁客流分析场景具有多系统并发、实时性高、数据量大等特点。弹性集群云平台能满足客流分析业务的多种需求。

关键词：地铁客流分析弹性调度云平台

基于等效静态载荷法的多相材料结构动态拓扑优化设计

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振动与冲击 2024年第3期43卷 77-85页

作者：占金青王啸蒲圣鑫刘敏华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室南昌330013 中国科学院合肥物质科学研究院合肥230031

为了满足多相材料结构动态性能要求,提出一种基于等效静态载荷法的多相材料结构动态拓扑优化设计方法。采用序列固体各向同性料插值模型惩罚刚度矩阵和质量矩阵,以多个动载荷作用的多相材料结构总动态柔顺度最小化为优化目标,以结构质... 详细信息

为了满足多相材料结构动态性能要求,提出一种基于等效静态载荷法的多相材料结构动态拓扑优化设计方法。采用序列固体各向同性料插值模型惩罚刚度矩阵和质量矩阵,以多个动载荷作用的多相材料结构总动态柔顺度最小化为优化目标,以结构质量和成本为约束条件,构建多相材料结构动态拓扑优化模型,利用等效静态载荷法将多相材料结构动态拓扑优化问题转化为多工况下的多相材料结构静态拓扑优化问题,以降低灵敏度分析的复杂程度;采用移动渐近线算法求解多相材料结构动态拓扑优化问题。数值算例结果表明所提方法是有效性的,与传统的拓扑优化方法相比,基于等效静态载荷法的多相材料结构动态拓扑优化求解时间节省了75%,大大提高了计算效率;与单相材料拓扑优化结果相比,多相材料结构动态拓扑优化设计获得的结构具有更好的动态性能。

关键词：多相材料结构动态拓扑优化等效静态载荷法序列固体各向同性料插值模型