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基于改进YOLOX的水库水面漂浮物目标检测算法

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人民长江 2024年第3期55卷 249-256页

作者：谭文群曾祥君包学才梁义许小华南昌工程学院江西省水信息协同感知与智能处理重点实验室江西南昌330099 南昌工程学院信息工程学院江西南昌330099 江西省水利科学院江西南昌330029

针对目前水库水面小目标漂浮物检测识别精度低的问题,提出基于改进YOLOX的水库水面漂浮物目标检测算法。此算法引入新型dark2模块融入主干网络并拓展主干网络的分支输出结构,提升主干网络对图片的特征提取能力。在此基础上,提出改进特... 详细信息

针对目前水库水面小目标漂浮物检测识别精度低的问题,提出基于改进YOLOX的水库水面漂浮物目标检测算法。此算法引入新型dark2模块融入主干网络并拓展主干网络的分支输出结构,提升主干网络对图片的特征提取能力。在此基础上,提出改进特征融合模块(ZL-FPN),用于增强特征图信息融合,提高对水库水面小目标漂浮物的检测精度。结果表明:改进后算法的mAP值比YOLOv4和原YOLOX算法分别提升了29.93%和12.11%,有效提升了水库水面漂浮物检测精度。研究成果可为提升水库智能化管理水平提供有效技术支撑。

关键词：水面小目标漂浮物目标检测 YOLOX算法水库智能化管理

基于改进DeeplabV3+的水面多类型漂浮物分割方法研究

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水利水电技术（中英文） 2024年第4期55卷 163-175页

作者：包学才刘飞燕聂菊根许小华柯华盛南昌工程学院江西省水信息协同感知与智能处理重点实验室江西南昌330099 南昌工程学院信息工程学院江西南昌330099 江西省水利科学院江西南昌330029

【目的】为解决传统图像处理方法鲁棒性差、常用深度学习检测方法无法准确识别大片漂浮物的边界等问题,【方法】提出一种基于改进DeeplabV3+的水面多类型漂浮物识别的语义分割方法,提高水面漂浮的识别能力。对所收集实际水面漂浮物进行... 详细信息

【目的】为解决传统图像处理方法鲁棒性差、常用深度学习检测方法无法准确识别大片漂浮物的边界等问题,【方法】提出一种基于改进DeeplabV3+的水面多类型漂浮物识别的语义分割方法,提高水面漂浮的识别能力。对所收集实际水面漂浮物进行分类,采用自制数据集进行对比试验。算法选择xception网络作为主干网络以获得初步漂浮物特征,在加强特征提取网络部分引入注意力机制以强调有效特征信息,在后处理阶段加入全连接条件随机场模型,将单个像素点的局部信息与全局语义信息融合。【结果】对比图像分割性能指标,改进后的算法mPA(Mean Pixel Accuracy)提升了5.73%,mIOU(Mean Intersection Over Union)提升了4.37%。【结论】相比于其他算法模型,改进后的DeeplabV3+算法对漂浮物特征的获取能力更强,同时能获得丰富的细节信息以更精准地识别多类型水面漂浮物的边界与较难分类的漂浮物,在对多个水库场景测试后满足实际水域环境中漂浮物检测的需求。

关键词：深度学习语义分割特征提取漂浮物识别注意力机制全连接条件随机场算法模型影响因素

基于无人机多光谱影像的矮林芳樟叶片含水率与叶水势反演

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农业机械学报 2024年第2期55卷 220-230,267页

作者：杨宝城鲁向晖张海娜王倩陈志琪张杰南昌工程学院江西省樟树繁育与开发利用工程研究中心南昌330099 江西省鄱阳湖流域生态水利技术创新中心南昌330029

叶片含水率和叶水势反映植物组织中水分的状态,是衡量植物水分供应和水分利用效率的重要指标。为探究基于不同高度下无人机多光谱影像反演叶片含水率和叶水势模型的差异,本研究在3个飞行高度处理F30、F60、F100(30、60、100 m)下采集多... 详细信息

叶片含水率和叶水势反映植物组织中水分的状态,是衡量植物水分供应和水分利用效率的重要指标。为探究基于不同高度下无人机多光谱影像反演叶片含水率和叶水势模型的差异,本研究在3个飞行高度处理F30、F60、F100(30、60、100 m)下采集多光谱影像数据,通过使用6种光谱反射率+经验植被指数的组合与地面实测数据进行相关性分析,获得不同飞行高度下的光谱反射率+经验植被指数组合与叶片含水率和叶水势的反演模型及其决定系数,以决定系数为依据分别构建支持向量机(SVM)、随机森林(RF)和径向基神经网络(RBFNN)模型,分析不同飞行高度无人机多光谱影像反演芳樟叶片含水率和叶水势的精度。结果发现:3个飞行高度下,基于RF模型的反演精度均高于SVM模型和RBFNN模型。F30处理对叶片含水率与叶水势反演效果均优于F60和F100处理。F30处理对叶片含水率反演的敏感光谱反射率+植被指数组合为红光波段反射率(R)、红边1波段反射率(RE1)、红边2波段反射率(RE2)、近红外波段反射率(NIR)、增强型植被指数(EVI)、土壤调节植被指数(SAVI)。RF模型训练集的R2、RMSE、MRE分别为0.845、0.548%、0.712%;测试集的R2、RMSE、MRE分别为0.832、0.683%、0.897%。对叶水势反演的敏感光谱反射率+植被指数组合为R、RE2、NIR、EVI、SAVI、花青素反射指数(ARI)。RF模型训练集的R2、RMSE、MRE分别为0.814、0.073 MPa、3.550%;测试集的R2、RMSE、MRE分别为0.806、0.095 MPa、4.250%。研究结果表明飞行高度30 m与RF方法分别为反演叶片含水率和叶水势的最优光谱获取高度与最优模型构建方法。本研究可为基于无人机平台的矮林芳樟水分监测提供技术支持,并可为筛选无人机多光谱波段与经验植被指数、实现植物长势参数快速估测提供应用参考。

关键词：矮林芳樟叶片含水率叶水势无人机多光谱飞行高度

基于ISSA-SVC的配电网高损台区窃电检测方法研究

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电力系统保护与控制 2024年第12期52卷 104-112页

作者：赖健许志浩康兵王宗耀丁贵立袁小翠南昌工程学院电气工程学院江西南昌330099 江西省高压大功率电力电子与电网智能量测工程研究中心江西南昌330099 江西博微新技术有限公司江西南昌330096

针对现有的基于机器学习的用户窃电行为检测方法检测效率和准确率不高等问题,提出一种基于改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm,ISSA)优化支持向量分类机(support vector classification,SVC)参数的ISSA-SVC窃电检测模... 详细信息

针对现有的基于机器学习的用户窃电行为检测方法检测效率和准确率不高等问题,提出一种基于改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm,ISSA)优化支持向量分类机(support vector classification,SVC)参数的ISSA-SVC窃电检测模型。首先,该模型通过分析台区每一天的线损率与窃电电量、窃电用户计量电量与窃电电量、窃电用户计量电量与线损电量、台区供电量与窃电电量、用户最近一天用电量和相邻几天用电量、具有相似特征用户用电量曲线的相关性提取用户窃电特征参量。其次,利用动态时间规整(dynamic time warping,DTW)方法计算得到它们的相关系数。最后,采用ISSA优化SVC惩罚参数C和核参数g,并对台区内窃电用户进行检测。仿真算例与实际电网数据分析表明,所提方法与传统的窃电检测方法相比,具有更高的效率和准确率。

关键词：机器学习窃电检测用户窃电特征参量相关系数 ISSA-SVC

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三种葱莲属植物的倍性及FISH核型分析

草地学报 2024年第2期32卷 444-449页

作者：肖孔钟李慧晏键行杨丽洁雷蕾南昌工程学院水土保持学院江西南昌330099 南昌工程学院土木与建筑工程学院江西南昌330099 江西省樟树繁育开发与利用工程中心江西南昌330099

本研究以5S rDNA为探针,利用FISH技术对3种葱莲属栽培品种有丝分裂中期染色体上的rDNA位点进行物理定位,分析3种葱莲属栽培品种的倍性及FISH核型。结果表明:3个品种存在两种倍性,其中‘Lily Pies’和‘Fragrance’为二倍体、‘King′s r... 详细信息

本研究以5S rDNA为探针,利用FISH技术对3种葱莲属栽培品种有丝分裂中期染色体上的rDNA位点进行物理定位,分析3种葱莲属栽培品种的倍性及FISH核型。结果表明:3个品种存在两种倍性,其中‘Lily Pies’和‘Fragrance’为二倍体、‘King′s ramson’为四倍体。它们的核型特点表现为:(1)‘Lily Pies’核型公式2n=2x=24=6 m+18 sm,染色体相对长度范围为6.17%~12.80%,属于2B型;(2)‘Fragrance’核型公式2n=2x=24=14 m+10 sm,染色体相对长度范围为6.36%~12.08%,属于2A型;(3)‘King’ s ramson’核型公式2n=4x=48=28 m+20 sm,染色体相对长度范围为5.68%~13.55%,属于2B型。3种葱莲属植物的FISH位点均位于染色体的长臂末端,分别为‘Lily Pies’含有4个5S rDNA位点,在6号和8号的两条染色上;‘Fragrance’含有3个5S rDNA位点,在两条6号染色体以及一条8号染色上;‘King′s ramson’含有4个5S rDNA位点,分别在一条2号染色体、两条6号染色体和一条8号染色体上。本研究对葱莲属3个栽培品种的倍性和FISH核型的分析,将为该物种的遗传多样性分析和基因组结构解析提供新的信息。

关键词：葱莲属倍性染色体核型 5S rDNA 荧光原位杂交

水生态文明城市建设试点政策对绿色水资源利用效率的影响

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长江流域资源与环境 2024年第3期33卷 498-509页

作者：阚大学吕连菊南昌工程学院经济贸易学院江西南昌330099 南昌工程学院水经济与管理研究中心江西南昌330099

如何提高绿色水资源利用效率对于中国在新发展阶段下实现全面绿色转型至关重要。基于2008~2020年中国城市面板数据,利用EBM模型计算发现样本期内绿色水资源利用效率一直呈现上升趋势,其中试点建设期的上升速度最快。进一步利用双重差分... 详细信息

如何提高绿色水资源利用效率对于中国在新发展阶段下实现全面绿色转型至关重要。基于2008~2020年中国城市面板数据,利用EBM模型计算发现样本期内绿色水资源利用效率一直呈现上升趋势,其中试点建设期的上升速度最快。进一步利用双重差分法实证研究水生态文明城市建设试点政策对绿色水资源利用效率的影响,结果表明在纳入城镇化水平、人口密度、对外开放水平和用水结构等控制变量下,水生态文明城市建设试点政策提高了绿色水资源利用效率,该结果通过了一系列稳健性检验。异质性方面,该试点政策对绿色水资源利用效率的影响存在时间异质性,且该影响在不同经济发展水平、水资源禀赋、环境规制强度的城市存在地区异质性。机制分析发现,该试点政策是通过加大污水处理、促进技术进步、优化产业结构、加快水价改革、推动水循环利用等提高了绿色水资源利用效率。

关键词：水生态文明绿色水资源利用效率双重差分法异质性

氮添加对稀土尾砂地猴樟幼苗根系生长、生物量分配及非结构性碳水化合物的影响

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植物研究 2024年第1期44卷 86-95页

作者：陈志琪张海娜刘佳丽鲁向晖杨宝城南昌工程学院江西省樟树繁育与开发利用工程研究中心南昌330099

为探究氮添加对稀土矿尾砂地猴樟(Cinnamomun bodinieri)幼苗生长及非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响,以1年生猴樟扦插苗为研究对象,选用硝酸铵钙作为氮肥(含N 15%),设置3种氮肥水平(CK(0)、N1(1.8 g·株^(-1))、N2(3.6 g·株^(-1)))... 详细信息

为探究氮添加对稀土矿尾砂地猴樟(Cinnamomun bodinieri)幼苗生长及非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响,以1年生猴樟扦插苗为研究对象,选用硝酸铵钙作为氮肥(含N 15%),设置3种氮肥水平(CK(0)、N1(1.8 g·株^(-1))、N2(3.6 g·株^(-1))),分析不同氮添加水平下猴樟幼苗根系生长、生物量分配和NSC等指标的差异,探讨稀土尾砂地猴樟对氮添加的响应。结果发现:稀土尾砂地氮添加均增加了猴樟幼苗不同组织的生物量积累,其中N1处理下叶生物量、冠层生物量分别较N2处理下显著提升了44.75%、57.43%(P2 mm),还是细根(直径≤2 mm),氮添加均显著增加了植物的根长和根表面积(P<0.05),其中N1处理的促进效果最显著(P<0.05);N2处理下的比根长、比表面积均高于CK与N1,且与CK显著差异(P<0.05)。对NSC来说,N1处理提升了叶、茎中的可溶性糖质量分数,而N2处理下细根NSC质量分数分别比CK、N1显著降低了46.49%、28.61%。综上,在稀土矿尾砂地植被恢复过程中,宜选用1.8 g·株^(-1)硝酸铵钙氮肥对猴樟幼苗进行施肥管理。

关键词：稀土尾砂氮添加猴樟根系生长生物量分配非结构性碳水化合物

透水混凝土渗灌对南丰蜜橘产量品质及水分利用效率的影响

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节水灌溉 2024年第4期 70-77页

作者：周锦川孔琼菊胡优帅佳明裴青宝江西省水利科学院农村水利研究所南昌330029 南昌工程学院水利与生态工程学院南昌330099 江西省鄱阳湖水资源与环境重点实验室南昌330029

透水混凝土渗灌技术(PCII)是一种可将水分输送到作物深根的新型灌溉技术。为探知PCII的节水效果,并明晰其对果树产量及水分利用效率(WUE)的影响。以江西红壤丘陵区的南丰蜜橘为研究对象,通过大田灌溉控制试验,研究透水混凝土渗灌、漫灌(... 详细信息

透水混凝土渗灌技术(PCII)是一种可将水分输送到作物深根的新型灌溉技术。为探知PCII的节水效果,并明晰其对果树产量及水分利用效率(WUE)的影响。以江西红壤丘陵区的南丰蜜橘为研究对象,通过大田灌溉控制试验,研究透水混凝土渗灌、漫灌(CK)和滴灌(DI)3种灌溉方式对土壤水分动态、南丰蜜橘果实生长、产量、品质及水分利用效率的影响。研究结果表明:相较于CK、DI,PCII灌溉方式下各土层的平均土壤体积含水率更高且波动幅度较小;与DI相比,PCII南丰蜜橘果实体积在幼果期、定果期、果实膨大期与果实成熟期分别增加0.79%~2.06%、0.35%~4.29%、1.18%~4.59%、0.38%~0.85%,生长速率在定果期、果实膨大期与果实成熟期分别增加1.21%~1.39%、1.29%~1.33%、0.93%~1.09%;与CK相比,糖度在果实膨大期与果实成熟期分别提高了11.47%~15.15%、13.70%~13.91%;与CK处理相比,PCII的产量、水分利用效率分别增加了15.69%~17.15%、43.13%~43.60%,与DI处理相比,PCII的产量、水分利用效率分别增加了1.58%~2.49%、4.84%~5.23%。因此,采用透水混凝土渗灌有助于提高红壤丘陵区南丰蜜橘的产量和品质,并实现水资源高效利用。

关键词：透水混凝土渗灌微孔混凝土南丰蜜橘生长产量品质水分利用效率

基于PLS-DA和LS-SVM的可见/短波近红外光谱鉴定港种四九、十月红和九月鲜菜心种子的可行性研究

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1718-1723页

作者：章海亮聂训廖少敏詹白勺罗微刘书玲刘雪梅谢潮勇华东交通大学电气与自动化工程学院江西南昌330013 华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013 江西省科学技术信息研究所江西南昌330046

目前市面上菜心的品种复杂,不同菜心种子的品质与发芽率不同,但菜心种子单从外观上差别不大,因此区分菜心种子的类别成为了一大难题。为了实现菜心种子类别的快速区分,探究了基于可见/短波近红外光谱分析菜心种子类别的可行性。从南昌... 详细信息

目前市面上菜心的品种复杂,不同菜心种子的品质与发芽率不同,但菜心种子单从外观上差别不大,因此区分菜心种子的类别成为了一大难题。为了实现菜心种子类别的快速区分,探究了基于可见/短波近红外光谱分析菜心种子类别的可行性。从南昌市种子交易场所购买了港种四九、十月红和九月鲜三个品种的菜心种子,从中挑选出品相较好且大小适中的子粒,将每种菜心种子均匀分为30份,按照2∶1划分为建模集和预测集,所有样本共计90份。通过近红外光谱仪获取采样间隔为1 nm的菜心种子的光谱反射率,波长覆盖范围325~1075 nm,将原始光谱数据采用多元散射校正(MSC)、卷积平滑(S-G)和标准正态变换(SNV)三种预处理方法进行预处理,预处理后的光谱变量建立偏最小二乘回归(PLSR)模型,确定了SNV是最佳预处理方法。采用主成分分析(PCA)对菜心种子进行了聚类分析,从前三个主成分因子(PCs)得分图可知三种菜心种子存在光谱特征差异。将原始光谱变量、前三个PCs(累计贡献97.15%)和基于随机蛙跳(RF)算法挑选的13个特征波长作为偏最小二乘判别(PLS-DA)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型的输入变量,从模型结果可知:三种输入变量中,采用RF筛选特征波长作为模型输入变量时,模型预测效果最好,PCs建立的模型最差,相比于PCA分析,采用RF筛选出的特征波长更能够反映原始光谱信息。比较不同模型预测效果,LS-SVM模型比PLS-DA模型得到的预测精度更好,其中RF-LS-SVM模型是所有模型中最佳的预测模型,建模集和预测集均为100%。采用可见/短波近红外光谱研究菜心种子的类别可行,并且能够获得很好地预测效果,为菜心种子的快速区分提供了理论依据。

关键词：菜心种子主成分分析随机青蛙偏最小二乘判别最小二乘支持向量机