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基于知识图谱的水稻种植智能问答系统设计与实现

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计算机工程 2024年

作者：高锐涛林达伟郭亮金鸿王红华南农业大学工程学院

目的随着农业信息技术的发展，大量与水稻种植相关的数据在互联网中积累。为解决农民在种植过程中难以快速获取准确答案的问题，从水稻种植领域出发，构建了基于知识图谱的智能问答系统。方法首先通过手工收集与爬虫技术获取相关数据，... 详细信息

目的随着农业信息技术的发展，大量与水稻种植相关的数据在互联网中积累。为解决农民在种植过程中难以快速获取准确答案的问题，从水稻种植领域出发，构建了基于知识图谱的智能问答系统。方法首先通过手工收集与爬虫技术获取相关数据，之后通过搭建命名实体识别模型和意图识别模型等自然语言处理技术并结合前后端技术，最终实现了水稻种植领域智能问答系统的开发。结果在命名实体识别与意图识别模块中，所搭建的模型的F1值分别达到89.17%和96.54%，均高于其他常见模型。结论成功地构建了基于知识图谱的水稻种植智能问答系统，能够准确回答农民在种植水稻过程中遇到的大部分问题，实现了对水稻种植知识图谱数据的管理和可视化展示。该系统有助于解决农民在水稻种植过程中遇到问题时难以迅速找到准确答案的问题。

关键词：知识图谱命名实体识别对抗训练意图识别卷积神经网络

颜色-空间特征联合分布的无人机可见光遥感图像土地覆盖分类

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激光与光电子学进展 2024年

作者：曾雨双曾绍华袁立龙颖重庆航天职业技术学院智能信息工程学院重庆师范大学计算机与信息科学学院重庆电力高等专科学校信息工程学院重庆市数字农业服务工程技术研究中心

无人机可见光遥感图像因其获取的便捷性和低成本，被广泛应用于农业资源统计。在土地覆盖分类中，为了获取更具代表性的无人机可见光遥感图像特征，实现精准分类，本文提出颜色-空间特征联合分布土地覆盖分类算法。首先，构造黄金矩形... 详细信息

无人机可见光遥感图像因其获取的便捷性和低成本，被广泛应用于农业资源统计。在土地覆盖分类中，为了获取更具代表性的无人机可见光遥感图像特征，实现精准分类，本文提出颜色-空间特征联合分布土地覆盖分类算法。首先，构造黄金矩形地块指数，从标记地块中选择采样地块，并为所选地块构建对数螺线，选择训练样本；然后应用颜色特征基准点、邻域像素计算差分信息，提取每个样本点的颜色-空间联合特征；再依据Jensen不等式及模糊最大似然分类思想构建联合特征的目标函数，迭代求解各样本点的多维混合威布尔分布；最后，定义与多维混合威布尔分布相对应的相似性测度，实现各待测样本点的分类。实验结果表明：本文算法分类精度OA达到98.6%，优于LBP、GLCM、RF算法和ResNet、VGG网络，证明该算法是有效的。

关键词：遥感无人机可见光影像土地覆盖分类颜色-空间联合特征信息混合威布尔分布

改进型DeepLabV3+的糖尿病眼底病变分割

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 90-97页

作者：马晓普刘文涛李贺南阳师范学院计算机科学与技术学院河南南阳473061 南阳师范学院生命科学与农业工程学院河南南阳473061

针对糖尿病视网膜眼底病变多类分割难及小病灶识别率低的问题,提出一种融合注意力机制与改进型DeepLabV3+的糖尿病视网膜眼底病变多类病症分割方法.该方法首先通过使用MobileNetV2网络提取病灶特征,减少参数量并提高算法训练速度;接着... 详细信息

针对糖尿病视网膜眼底病变多类分割难及小病灶识别率低的问题,提出一种融合注意力机制与改进型DeepLabV3+的糖尿病视网膜眼底病变多类病症分割方法.该方法首先通过使用MobileNetV2网络提取病灶特征,减少参数量并提高算法训练速度;接着通过优化空洞空间卷积金字塔池化中的空洞卷积层数与空洞率,以提高捕获小病灶特征的能力;然后基于DeepLabV3+网络模型进行改进,借助坐标注意力机制感知病灶方向和位置信息,从而提高识别精度;最后采用FGADR和IDRiD数据集分别训练和测试所提出的模型.实验结果表明:所提出方法的平均交并比(MIoU)指标为73.75%,具有较高的分割精度,验证了模型有效性.

关键词：糖尿病视网膜眼底病变深度学习 DeepLabV3+网络坐标注意力多类分割

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基于二阶段目标增强网络的低照度复杂环境下绝缘子故障检测方法

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电网技术 2024年第3期48卷 1331-1340页

作者：田子建吴佳奇张文琪陈伟杨伟王帅中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京市海淀区100083 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏省徐州市221116 国家矿山安全监察局内蒙古局内蒙古自治区呼和浩特010010

从低照度户外环境中航拍采集的绝缘子影像,存在照度低、背景复杂、绝缘子故障目标小等缺陷,严重影响低照度环境下绝缘子故障检测准确性。为解决上述问题,文章提出一种基于TOE-Net的低照度复杂环境下绝缘子故障检测方法,提出TOE-Net进行... 详细信息

从低照度户外环境中航拍采集的绝缘子影像,存在照度低、背景复杂、绝缘子故障目标小等缺陷,严重影响低照度环境下绝缘子故障检测准确性。为解决上述问题,文章提出一种基于TOE-Net的低照度复杂环境下绝缘子故障检测方法,提出TOE-Net进行图像预处理方法,再使用YOLOv7-OL作为故障检测模块检测小目标绝缘子故障。在二阶段目标增强网络(two-stage object enhancement network,TOE-Net)中,设计零目标图像增强损失函数实现预增强网络(preparation enhancement network,PreEnNet)和深度增强网络(deep enhancement network,DeepEnNet)的无监督学习;使用信道级注意力模块跳跃式通道注意力机制(skip squeeze excitation networt,Skip_SENet)和跳跃式通道注意力机制(skip convolutional block attention module,Skip_CBAM)模块改进原始小目标特征增强单次多框检测算法(small object detection enhancement single shot multiBox detector,SDE-SSD),从而提升定位网络的小目标检测能力;设计弱监督机制使预增强网络根据小目标特征增强SSD的要求来提升图像增强能力,直到小目标特征增强SSD能够从增强图像中准确定位绝缘子串位置;使用深度增强网络深度增强绝缘子串区域,提升各类故障的特征显著性。故障检测模块中,将YOLOv7目标检测算法改进为面向小目标YOLOv7,在原模型中添加结合多尺度特征自适应融合网络的小目标检测通道,并将原始损失函数的CIOU改进为BIOU,从而提高模型的小目标检测性能。在低照度环境绝缘子故障检测实验中,该算法与5种目前常用目标检测算法相比具有较大优势,并且相较于低光目标检测算法IA-YOLO、GenISP with RetinaNet,m AP提升9.77%、10.35%,检测速度提升7.23%、10.16%,证明该算法适用于低照度复杂环境下小目标绝缘子故障检测任务;在正常光照绝缘子故障检测实验中该算法仍保持出色性能,证明该算法能够实现常规光照条件下绝缘子小目标故障检测。

关键词：绝缘子故障检测低光复杂环境目标检测小目标检测二阶段目标增强网络弱监督机制零目标图像增强损失函数小目标特征增强SSD YOLOv7小目标检测算法

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软件类专业学生自主学习能力评价体系构建

高教学刊 2024年第23期10卷 110-113页

作者：易文龙陈婕陈春勤江西农业大学软件学院南昌330045 江西农业大学计算机与信息工程学院南昌330045

数字经济与软件技术的融合发展,对软件人才的专业能力和综合素养提出新的要求。自主学习能力对学生综合素质和专业能力发展至关重要。为规范培养与评价软件类专业学生自主学习能力,提高软件人才培养质量,该文从学习认知、自主实践能力... 详细信息

数字经济与软件技术的融合发展,对软件人才的专业能力和综合素养提出新的要求。自主学习能力对学生综合素质和专业能力发展至关重要。为规范培养与评价软件类专业学生自主学习能力,提高软件人才培养质量,该文从学习认知、自主实践能力、自我评价与总结三个维度选取指标,运用层次分析法构建评价体系。通过分析各级指标重要性,科学赋予指标权重,为高校评价该专业学生自主学习能力提供参考。该评价体系不仅可丰富自主学习理论研究,还有助于提升学生自主学习能力水平。

关键词：软件人才自主学习实践能力自我评价体系构建

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大田灌溉阀门控制系统设计与实验

现代电子技术 2024年第8期47卷 101-106页

作者：孙华键冯向萍李永可毛博文徐新龙新疆农业大学计算机与信息工程学院新疆乌鲁木齐830052 智能农业教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830052 新疆农业信息化工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830052 新疆农业大学农学院新疆乌鲁木齐830052

为解决大田农作物灌溉效率低、灌溉设备精细化程度不够及田间人工灌溉成本高等问题,设计一种大田灌溉阀门控制系统,旨在提升大田灌溉的机械化程度和自动化水平,为智慧农田灌溉系统发展提供有力保障。该系统的核心组成部分包括STM32主控... 详细信息

为解决大田农作物灌溉效率低、灌溉设备精细化程度不够及田间人工灌溉成本高等问题,设计一种大田灌溉阀门控制系统,旨在提升大田灌溉的机械化程度和自动化水平,为智慧农田灌溉系统发展提供有力保障。该系统的核心组成部分包括STM32主控系统、阀门控制系统、数据传输和太阳能供电系统。该研究设计了阀门控制系统的硬件电路和软件程序,采用PID算法实现对阀门开、关以及0~10级的流量调节功能,并通过OneNET云平台和微信小程序实现阀门状态的远程控制和上传功能。测试结果表明,该系统具有多功能、易操控、低成本、高精度的特性,有助于灵活管理水资源和灌溉计划,使得大田农业灌溉省时省力,达到节水增效的目的。

关键词：大田灌溉阀门控制系统 STM32 PID算法 OneNET 微信小程序

模糊PID控制在移栽机械手控制系统的应用研究

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机械设计与制造 2024年第4期398卷 331-336页

作者：陆海峰王业统黄福伟苏明海南科技职业大学信息工程学院海南海口571126 海南大学计算机与网络空间安全学院海南海口570228

针对移栽机械手因外界因素干扰而容易出现输出精度低的问题,提出了一种基于模糊PID控制策略的移栽机械手控制方法。首先,在移栽机械手控制系统模型的基础上,结合模糊控制理论与PID控制理论的分析方法,提出了一种新型的移栽机械手控制方... 详细信息

针对移栽机械手因外界因素干扰而容易出现输出精度低的问题,提出了一种基于模糊PID控制策略的移栽机械手控制方法。首先,在移栽机械手控制系统模型的基础上,结合模糊控制理论与PID控制理论的分析方法,提出了一种新型的移栽机械手控制方法。通过MATLAB/Simulink软件对仿真分析了移栽机械手的控制过程,比较了常规PID控制和模糊PID控制对移栽机械手控制系统的控制效果。结果表明,通过调节PID参数,所提控制方法相对于传统PID控制,其输出的阶跃响应稳定信号时间提高了56%,该模糊PID控制克服了机械手控制系统的非线性和控制精度低的缺点,提高了控制系统的稳定性能。

关键词：模糊PID 移栽机械手控制系统农业机械

面向无人机边缘计算的小麦麦穗计数轻量化模型研究

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山东农业大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 453-465页

作者：刘旭宋作杰耿霞山东农业大学信息科学与工程学院山东泰安271018

小麦麦穗的高效计数对快速、准确掌握小麦产量具有重要意义。无人机由于具有效率高、成本低等特点被广泛应用于大田小麦信息的采集。但已有的用于小麦麦穗计数的深度学习模型结构复杂、参数量大,不能直接部署在存储空间有限的无人机的... 详细信息

小麦麦穗的高效计数对快速、准确掌握小麦产量具有重要意义。无人机由于具有效率高、成本低等特点被广泛应用于大田小麦信息的采集。但已有的用于小麦麦穗计数的深度学习模型结构复杂、参数量大,不能直接部署在存储空间有限的无人机的边缘设备上。针对这一问题,提出了一种融合剪枝策略和知识蒸馏的模型压缩方法,基于YOLOv5s模型构建了一种轻量化模型,并设计了面向无人机边缘计算的小麦麦穗计数轻量化方案。试验结果表明,经过模型剪枝和知识蒸馏轻量化处理的YOLOv5s模型,在小麦计数任务上的计数准确率为93.3%,模型的mAP(mean Average Precision,平均精度均值)达到94.4%,模型大小缩小了约76%,模型参数量减少了79.61%。因此,模型在保持较高的计数准确率的同时将会占用更少的计算资源和存储空间,显著的压缩效果使模型可以部署在无人机的边缘设备上,为小麦麦穗的实时计数提供了可能。

关键词：麦穗计数无人机深度学习边缘设备剪枝蒸馏

基于改进主题模型方法的三级短视频用户画像的研究

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计算机科学 2024年第S1期51卷 686-692页

作者：黄玉民赵婵婵内蒙古工业大学信息工程学院呼和浩特010051

针对如何从海量短视频数据、用户数据、交互数据中快速抽象出精准的用户兴趣的问题,提出了基于主题模型的三级标签用户画像构建方法。基于主题构建方法,将融合的LDA和GSDMM主题模型所获取的视频主题词作为用户兴趣表达向量。首先,搭建了... 详细信息

针对如何从海量短视频数据、用户数据、交互数据中快速抽象出精准的用户兴趣的问题,提出了基于主题模型的三级标签用户画像构建方法。基于主题构建方法,将融合的LDA和GSDMM主题模型所获取的视频主题词作为用户兴趣表达向量。首先,搭建了LDA过滤器,通过比对阈值剔除与主题无关的文本信息,缩小文本规模,降低非主要语料对于兴趣表达向量生成的影响。然后,提出结合语义信息和语境信息的特征词权重矩阵的构建方法,使用Bi-GRU神经网络计算词向量的上下文特征,并将其作为语境特征,使用TF-IDF算法计算出的词频权重作为语义特征,结合语境和语义特征扩充特征词含义。最后使用带有兴趣权重分配的GSDMM模型学习特征向量权重矩阵,实现用户兴趣标签生成和用户不同喜好程度影响下的兴趣权重修正。实验结果表明,该方法能够比较完备准确地表征用户画像,优于单一的主题构建方法,并且在聚类效果上表现出色。通过构建完备的用户画像,能够精准把握用户痛点,为后续个性化推荐提供服务。

关键词：短视频用户画像主题分析模型语义权重语境权重