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基于RGB图像处理预测哈密瓜叶片叶绿素研究

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中国农机化学报 2024年第6期45卷 149-155页

作者：李龙杰史勇刘彦岑郭俊先新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐市830052 新疆智能农业装备重点实验室乌鲁木齐市830052

为提高植物叶绿素检测设备的普遍性和实用性,通过研究手机和单片机拍摄的RGB图像与植物叶片叶绿素含量有无拟合关系,以图像处理的方式进行叶绿素预测的相关试验,为将来基于深度学习的植物叶绿素动态无损检测提供试验依据。通过OpenCV对... 详细信息

为提高植物叶绿素检测设备的普遍性和实用性,通过研究手机和单片机拍摄的RGB图像与植物叶片叶绿素含量有无拟合关系,以图像处理的方式进行叶绿素预测的相关试验,为将来基于深度学习的植物叶绿素动态无损检测提供试验依据。通过OpenCV对图像提取感兴趣区域(RoI),并进行均值滤波、高斯滤波和中值滤波,对原图和三种滤波后的图像进行三通道颜色特征分离,利用最小二乘法(LS)将颜色特征参数的多种组合与叶绿素实测值进行拟合分析,发现4种图像中均值滤波的拟合效果都普遍较好。在均值滤波中,手机K40拍摄的图像存在(B-G-R)/(B+G)特征组合与叶片叶绿素拟合决定系数为0.912。单片机ESP32_CAM拍摄的图像存在(G-B)B/(R+G)特征组合与叶片叶绿素拟合决定系数为0.778。运用梯度运算将均值滤波的RoI进行迭代处理,发现K40的决定系数略微下降,ESP32_CAM的决定系数出现好转。通过对K40与ESP32_CAM进行预测模型验证,两者都表现为随机森林(RF)回归模型的性能最好,在K40中训练集决定系数为0.953、训练集均方根误差为1.161,预测集决定系数为0.930、预测集均方根误差为1.516,在ESP32_CAM中训练集决定系数为0.794、训练集均方根误差为2.510,预测集决定系数为0.695、预测集均方根误差为2.985。

关键词：哈密瓜叶绿素 RGB图像图像识别回归预测

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真实情境下高中物理模型主动建构观的培养

物理教师 2024年第8期45卷 78-81,96页

作者：沈正杰浙江省桐乡市教育局教研科研室浙江嘉兴314500

真实情境类问题之所以在情境模型建构中给学生带来较大障碍,主要原因是模型主动建构观念的缺失.文章提出了模型主动建构观的基本概念及主动建构模型的一般程序,并结合案例论述了高中物理模型主动建构观的培养内涵与策略,这对真实情境下... 详细信息

真实情境类问题之所以在情境模型建构中给学生带来较大障碍,主要原因是模型主动建构观念的缺失.文章提出了模型主动建构观的基本概念及主动建构模型的一般程序,并结合案例论述了高中物理模型主动建构观的培养内涵与策略,这对真实情境下高中物理问题解决和物理教学评价有一定的指导作用.

关键词：真实情境模型主动建构观思维框图

锰肥配施γ-PGA对无芒雀麦种子生产的影响

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草地学报 2024年第4期32卷 1276-1284页

作者：石国庆隋晓青杨静吉尔尔格张博张勇娟新疆农业大学草业学院新疆草地资源与生态重点实验室西部干旱荒漠区草地资源与生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830052 乌鲁木齐市园林工程质量监督站(乌鲁木齐市林草种苗站) 新疆乌鲁木齐830092

本研究以无芒雀麦(Bromus inermis)为试验材料,在初花期叶面喷施锰肥配施不同浓度γ-聚谷氨酸(γ-PGA)处理,对无芒雀麦的叶绿素含量(SPAD值)、可溶性糖和淀粉含量,以及产量构成因子和种子产量进行了系统的分析。结果表明:包括单穗小花... 详细信息

本研究以无芒雀麦(Bromus inermis)为试验材料,在初花期叶面喷施锰肥配施不同浓度γ-聚谷氨酸(γ-PGA)处理,对无芒雀麦的叶绿素含量(SPAD值)、可溶性糖和淀粉含量,以及产量构成因子和种子产量进行了系统的分析。结果表明:包括单穗小花数、单穗种子数、单株小穗数、单株种子数、千粒重和种子产量在内的种子产量构成因子分别提升2.94%~16.47%,,6.86%~16.67%,,8.26%~31.39%,,44.98%~67.37%,,8.40%~12.47%和19.61%~27.98%,其中种子产量最高为623.97 kg·hm^(-2)。锰肥配施γ-PGA后无芒雀麦叶片内SPAD值升高,保证其更有效地进行光合作用而积累更多有机物质,在源、库器官中可溶性糖和淀粉发生积累转移,优先保证生殖器官的生长发育。基于综合评价表明,在无芒雀麦初花期喷施0.05%Mn+1.5%γ-PGA,能够有效提高无芒雀麦的种子产量。

关键词：无芒雀麦锰肥 γ-聚谷氨酸产量构成因子种子产量

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乌鲁木齐市草地面积时空变化特征及驱动力

草业科学 2024年第3期41卷 561-573页

作者：李莹刘文昊靳瑰丽魏秀红宫珂马建刘智彪王生菊李嘉欣王瑾瑜新疆农业大学草业学院/新疆草地资源与生态重点实验室/西部干旱荒漠区草地资源与生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830052 乌鲁木齐市园林工程质量监督站(乌鲁木齐市林草种苗站) 新疆乌鲁木齐830092

乌鲁木齐市是新疆维吾尔自治区的首府,具有丰富的草地资源。探寻其草地面积增减的规律和特点,摸清影响其发生变化的驱动因子,掌握不同草地类型面积动态变化,对该地区草地的合理开发利用及保护具有重要意义。本研究通过单一土地利用动态... 详细信息

乌鲁木齐市是新疆维吾尔自治区的首府,具有丰富的草地资源。探寻其草地面积增减的规律和特点,摸清影响其发生变化的驱动因子,掌握不同草地类型面积动态变化,对该地区草地的合理开发利用及保护具有重要意义。本研究通过单一土地利用动态度和转移矩阵对1990-2020年乌鲁木齐市草地面积时空变化特征进行研究,采用相关性分析法探讨草地面积变化的驱动因素。结果表明,30年间乌鲁木齐市:1)草地面积整体呈减少趋势,动态度为-0.31%,草地净减少595.47 km^(2),主要转出为未利用地;2)不同类型草地面积均发生变化,除了温性草原化荒漠类、温性荒漠草原类和温性荒漠类草地面积呈减少趋势,其他类型均呈增加趋势,面积变化最大的是温性荒漠类草地,净减少787.07 km^(2),主要发生在中北部,变化最小的是高寒草原草地,净增加0.36 km^(2),主要发生在南部;3)总播种面积与大多数草地类型面积的关联度最大,关联度系数在0.995~0.998。可见,1990-2020年人为因素是导致乌鲁木齐市草地面积减少的主要原因。

关键词：乌鲁木齐市草地面积草地类型时空变化驱动力转移矩阵灰色关联分析

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耕层残膜回收机研究现状及发展趋势

中国农机化学报 2024年第8期45卷 290-295页

作者：姚洁婷张学军史增录刘小鹏康梦晨郭磊新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐市830052 新疆智能农业装备重点实验室乌鲁木齐市830052

随着地膜在农业生产中的广泛应用,带来经济收益的同时也带来农田残膜污染。机械化回收是治理残膜污染的重要环节,其中耕层残膜的机械化回收是重难点,而高效稳定的耕层残膜回收机缺乏,不仅阻碍残膜污染治理的进程,一定程度上更制约农业... 详细信息

随着地膜在农业生产中的广泛应用,带来经济收益的同时也带来农田残膜污染。机械化回收是治理残膜污染的重要环节,其中耕层残膜的机械化回收是重难点,而高效稳定的耕层残膜回收机缺乏,不仅阻碍残膜污染治理的进程,一定程度上更制约农业的绿色可持续发展。为此,综述分析地膜残留的危害及耕层残膜污染的现状,对目前国内的耕层残膜回收机进行对比分析,重点列举我国耕层残膜回收机的结构原理及特点,指出目前我国膜土分离机理研究缺乏;回收机具的工作深度不够,需耕翻后来年再回收;自动化智能化程度低;复业式耕层残膜回收机少等问题。并结合我国国情提出研发主动捡膜机构,提高捡膜部件的智能化和精准度;配合污染监测装置,研究农田残膜污染的等级划分;研发耕层残膜回收及耕整地联合作业机,降低治理成本等建议,为治理农田残膜污染及耕层残膜回收机的发展提供参考。

关键词：耕层残膜污染机械化回收污染监测

基于“史料阅读”栏目的常态历史课堂开发设计

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中学历史教学 2024年第8期 15-17页

作者：龚涛桐乡市教育局教研科研室

“史料阅读”是统编高中历史教科书重要的功能性辅助栏目。历史常态课的开发设计应重视包括史料阅读在内的各辅助栏目提供的教学资源,以提高备课的效率和教学的精准性。根据“史料阅读”栏目的价值与功能,围绕该栏目的常态课教学设计可... 详细信息

“史料阅读”是统编高中历史教科书重要的功能性辅助栏目。历史常态课的开发设计应重视包括史料阅读在内的各辅助栏目提供的教学资源,以提高备课的效率和教学的精准性。根据“史料阅读”栏目的价值与功能,围绕该栏目的常态课教学设计可以从三条路径入手。

关键词：史料阅读辅助栏目历史常态课

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四旋翼农业无人机模块化设计及有限元分析

中国农机化学报 2024年第5期45卷 210-216页

作者：李鹏石永康万晓燕新疆大学机械工程学院乌鲁木齐市830047

为进一步提高四旋翼农业无人机的升级、装配和维修效率,拓展农业无人机的应用范围,提出一种针对农业无人机的模块化设计方法。首先,综合分析四旋翼农业无人机中任意零件间在连接固定、功能和几何参数层面的相关关系,构建零件关系图,将... 详细信息

为进一步提高四旋翼农业无人机的升级、装配和维修效率,拓展农业无人机的应用范围,提出一种针对农业无人机的模块化设计方法。首先,综合分析四旋翼农业无人机中任意零件间在连接固定、功能和几何参数层面的相关关系,构建零件关系图,将相关性强的零件聚类成部件,并计算部件在各层面的相关性矩阵。其次,利用AHP赋予各层面不同权值,计算部件间综合强度相关性矩阵,依据模块评判原则合并部件。最后,建立模块结构,根据作业需求组合相应模块,并对关键功能模块进行静动态特性分析。研究结果表明:该模块化设计方法将28个无人机零件简化为6个独立的模块;无人机更新换代时,只需对相应发生改变的模块进行重新设计制造;模块的独立性简化装配的工艺流程,降低维修成本;6个模块可以组合成喷洒无人机或播撒无人机,使无人机不仅适用于农药的喷洒,也适用于种子和肥料的撒播;通过对中央舱模块的有限元分析,其最大应力为23.889 MPa,远小于碳纤维最大抗拉强度4 780 MPa,前四阶固有频率都大于无人机工作时最高频率32.75 Hz,以及其最大形变量为0.004 635 9 mm,满足无人机极限工况下的形变要求。

关键词：农业无人机模块化方法四旋翼相关性矩阵静动态分析

不确定采摘环境下改进RRT算法的机械臂路径规划研究

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中国农机化学报 2024年第4期45卷 193-198,F0003页

作者：李晓娟陈涛韩睿春刘建璇新疆大学机械工程学院乌鲁木齐市830000

由于果蔬采摘环境的不确定性和复杂性,机械臂在复杂环境中完成采摘,其路径规划需考虑实时避障。为实现采摘机械臂在不确定环境下安全采摘,提出一种改进RRT的动态避障算法,以提升机械臂在不确定采摘环境的适应性。针对基本快速扩展随机... 详细信息

由于果蔬采摘环境的不确定性和复杂性,机械臂在复杂环境中完成采摘,其路径规划需考虑实时避障。为实现采摘机械臂在不确定环境下安全采摘,提出一种改进RRT的动态避障算法,以提升机械臂在不确定采摘环境的适应性。针对基本快速扩展随机树算法(Rapidly-exploring Random Trees,RRT)在动态环境下迭代时间长、路径长、适应性差等问题,在RRT算法的基础上,引入目标导向策略,把终点以一定概率作为随机采样点的采样方向,提高算法的迭代效率;引入动态检测机制,对已完成规划的初始路径进行实时检测,使算法适应动态变化的环境。通过仿真分析改进RRT算法,结果表明:改进RRT算法的路径减少16%,迭代时间缩短86.5%;同时,动态检测机制使算法适应动态环境。

关键词：果蔬采摘机械臂快速扩展随机树动态避障目标导向动态检测路径规划

基于专利计量的农田土壤捡石机械化技术发展态势分析

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中国农机化学报 2024年第6期45卷 250-256页

作者：张佳王宏李川江张佳喜杜亚坤新疆工程学院机电工程学院乌鲁木齐市830023 新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐市830000

为明晰农田土壤捡石机械化技术发展现状,通过PatSnap(智慧芽)专利检索平台,采用专利计量方法对农田土壤捡石机械化技术在1990年1月1日—2022年10月24日期间全球申请专利的整体情况、申请趋势、申请地域情况、申请人情况以及相关典型机... 详细信息

为明晰农田土壤捡石机械化技术发展现状,通过PatSnap(智慧芽)专利检索平台,采用专利计量方法对农田土壤捡石机械化技术在1990年1月1日—2022年10月24日期间全球申请专利的整体情况、申请趋势、申请地域情况、申请人情况以及相关典型机型进行分析,并用可视化的方法展示该技术领域的创新状况。结果表明:全球农田土壤捡石机械化技术经历从孕育时期、初步发展时期、调整时期到现如今的快速发展时期,全球共申请捡石机械化技术领域相关专利583件,其中中国申请捡石机械化技术领域相关专利149项,约占全世界25.6%。中国相关专利申请主要集中在安徽省、山东省、江苏省,其中,企业申请数量占比69.8%,科研院所和高校申请占比14.8%。总结分析全球农田土壤捡石机械按结构原理分为轮齿式、铲链式、铲刀转笼式和齿耙式;并介绍目前应用较好的代表机型及结构特点。指出我国捡石机械技术目前仍存在捡石机捡石机理研究薄弱、捡石机的稳定性和可靠性较差以及捡石机经济效益低,不易推广等问题。结合我国国情提出我国捡石机械需要加快开展捡石机的基础理论研究、提高机具适应性以及可靠性、技术多元化与装备智能化。

关键词：农业耕地捡石机械发展态势专利计量