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高光谱成像的黄瓜病虫害识别和特征波长提取方法

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 301-309页

作者：李杨李翠玲王秀范鹏飞李余康翟长远江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 国家农业智能装备工程技术研究中心北京100097

黄瓜霜霉病和斑潜蝇是制约黄瓜产业发展的严重病虫害。为实现黄瓜病虫害快速在线识别,采用高光谱成像和机器学习研究快速识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的方法,为开发实用的基于多光谱成像的黄瓜病虫害快速识别设备奠定基础。使用高光谱成... 详细信息

黄瓜霜霉病和斑潜蝇是制约黄瓜产业发展的严重病虫害。为实现黄瓜病虫害快速在线识别,采用高光谱成像和机器学习研究快速识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的方法,为开发实用的基于多光谱成像的黄瓜病虫害快速识别设备奠定基础。使用高光谱成像系统采集黄瓜无症状叶片、霜霉病叶片、斑潜蝇虫害叶片的高光谱图像,在病斑区域选择若干个感兴趣区域(ROI),计算每个ROI的平均反射率数据作为叶片原始光谱数据。使用Kennard-Stone算法将光谱数据按照3∶1的比例划分为训练集和测试集。使用直接正交信号校正(DOSC)、多元散射校正(MSC)、移动窗口平均平滑(MA)3种方法对原始光谱数据进行预处理。采用空间迭代收缩法(VISSA)、竞争性自适应重加权算法(CARS)、迭代保留信息变量法(IRIV)、随机蛙跳算法(SFLA)对MA预处理后的光谱数据进行特征波长提取,分别提取出53、20、26、10个特征波长。然后使用连续投影算法(SPA)分别对特征波长光谱数据进行二次降维,最终VISSA-SPA提取的特征波长为455、536、615和726 nm;CARS-SPA提取的特征波长为452、501、548和578 nm;IRIV-SPA提取的特征波长为452、513、543和553 nm;SFLA-SPA提取的特征波长为462、484、500和550 nm。分别对全波段光谱数据、一次降维光谱数据、二次降维光谱数据进行支持向量机(SVM)、Elman神经网络、随机森林(RF)建模,结果表明,MA预处理后的全波段光谱数据所建模型识别效果最好,其中MA-RF模型测试集总分类精度(OA)达到97.89%,Kappa系数为0.97。采用一次降维光谱数据所建模型中,MA-VISSA-RF模型效果最好,测试集OA为98.19%,Kappa系数为0.97。采用二次降维光谱数据所建模型中,MA-IRIV-SPA-SVM模型效果最好,测试集OA为96.23%,Kappa系数为0.95。研究结果表明,使用高光谱成像技术识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害具有良好的效果,452、513、543和553 nm可以作为识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的特征波长,为开发黄瓜病虫害快速识别设备提供了理论依据。

关键词：高光谱成像机器学习特征波长霜霉病斑潜蝇虫害

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地下管道抢险对轨道高架桥梁的影响研究

武汉交通职业学院学报 2024年第2期26卷 116-122页

作者：鲜李罗睿姚博戚沁菡杨永昕重庆市勘测院自然资源部智能城市时空信息与装备工程技术创新中心重庆401120

某地下管网抢险工程下穿运营的轨道线路,为研究地下管网抢险对轨道高架桥的影响。在充分对现场资料进行分析的基础上,提出了采用钢便桥方案对地下管网进行临时抢险保通,同时采用顶管方案恢复地下管网的永久服务功能。为探明地下管道抢... 详细信息

某地下管网抢险工程下穿运营的轨道线路,为研究地下管网抢险对轨道高架桥的影响。在充分对现场资料进行分析的基础上,提出了采用钢便桥方案对地下管网进行临时抢险保通,同时采用顶管方案恢复地下管网的永久服务功能。为探明地下管道抢险的实施引起顶管结构、管涵围岩、城市主干路以及轨道高架桥的变形规律,通过有限元分析模型分析了其变形规律,研究结果表明:城市主干路及轨道高架桥位于顶管施工扰动区;顶管结束后,城市主干路路面变形较小,满足变形控制要求;顶管结构应力值小于规范规定的设计值;轨道高架桥的桥墩沉降差及竖向位移均满足轨道运营要求。研究成果对于顶管施工安全、轨道高架桥和城市主干路的正常运营具有重要意义,同时相关研究成果也为类似地质工况条件下分析研究提供借鉴。

关键词：轨道高架桥顶管法城市主干路地下管网临时保通变形规律

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TETSP在隧洞超前地质预报中的应用

物探化探计算技术 2024年第4期46卷 403-409页

作者：吴海洋重庆市勘测院重庆400020 自然资源部智能城市时空信息与装备工程技术创新中心重庆401120

笔者介绍了一种隧洞长距离预报地震反射成像系统TETSP,将TETSP与TSP303用于某配水工程隧洞超前地质预报,展示了TETSP观测系统布置方式及数据处理流程,阐述了TETSP在检波器耦合方式及声波干扰压制方面与TSP303的差异,对比了两者原始信号... 详细信息

笔者介绍了一种隧洞长距离预报地震反射成像系统TETSP,将TETSP与TSP303用于某配水工程隧洞超前地质预报,展示了TETSP观测系统布置方式及数据处理流程,阐述了TETSP在检波器耦合方式及声波干扰压制方面与TSP303的差异,对比了两者原始信号的特性,分析了强溶蚀区岩体对应地震反射异常规律,隧洞实际开挖结果验证了TSP303与TETSP预报的可靠性。结果表明:两种地震反射技术均能较好地探测掌子面前方岩体波阻抗存在显著差异的界面,偏移剖面反射界面集中以及纵横波波速偏低的区域对应岩体质量差。TETSP检波器灵敏度与数据噪比较TSP303更高,但TSP303数据处理软件相对更成熟,故预报准确度更高。

关键词： TETSP TSP303 千岛湖配水工程超前地质预报

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ECharts多端图表引擎在变形监测数据可视化中的应用

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北京测绘 2024年第3期38卷 318-324页

作者：滕明星张恒李超重庆市勘测院重庆401120 自然资源部智能城市时空信息与装备工程技术创新中心重庆401120

数据可视化已成为变形监测中数据分析的重要环节之一。ECharts具有丰富的可视化表达方式和高度个性化的定制功能,且兼容当前绝大多数浏览器及多种设备,目前广泛应用于各类信息系统。本文基于ECharts、Vue和Node.js技术,构建了多端图表... 详细信息

数据可视化已成为变形监测中数据分析的重要环节之一。ECharts具有丰富的可视化表达方式和高度个性化的定制功能,且兼容当前绝大多数浏览器及多种设备,目前广泛应用于各类信息系统。本文基于ECharts、Vue和Node.js技术,构建了多端图表可视化引擎,实现了多种变形监测数据在前端网页应用平台的图形展示和后端服务器的可视化流输出。测试结果表明,本文研发的可视化引擎能更加快速、形象、直观、有效地展示出监测体的变形情况,丰富了变形分析的研判手段,辅助管理人员开展决策,具有重要的实用价值和现实意义。

关键词： ECharts 变形监测数据 Vue Node.js 可视化

圆弧式地基合成孔径雷达在边坡变形监测中的应用

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北京测绘 2024年第2期38卷 270-276页

作者：向泽君李超滕明星重庆市勘测院重庆401120 自然资源部智能城市时空信息与装备工程技术创新中心重庆401120

边坡变形监测是防止滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的有效途径之一。圆弧式地基合成孔径雷达是一种非接触式的新型地表形变监测设备,具有高分辨率、高频率、高精度、全方位、全天候实时监测等优点,更能有效地满足边坡变形监测的全面性和... 详细信息

边坡变形监测是防止滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的有效途径之一。圆弧式地基合成孔径雷达是一种非接触式的新型地表形变监测设备,具有高分辨率、高频率、高精度、全方位、全天候实时监测等优点,更能有效地满足边坡变形监测的全面性和连续性要求。为了验证该设备在边坡变形监测中的效果和精度,本文采用两种便携圆弧式地基合成孔径雷达系统进行测试。测试结果表明,两种设备均能快速、全面地获得整个边坡的形变情况,具有较高的分辨率和亚毫米级的监测精度,且能实时发出预警,是一种全面高效的边坡变形监测手段。

关键词：边坡变形监测圆弧式地基合成孔径雷达

非连续光对无土栽培番茄苗期无机元素吸收的影响

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农业机械学报 2024年第4期55卷 327-336,345页

作者：陈晓丽刘艺涵徐凡魏晓明郑文刚北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 天津农学院园艺园林学院天津300384

本研究在人工光型植物工厂中采用岩棉种植番茄植株,分析了在总光量一致的基础上红光背景下蓝光补充介入和蓝光取代介入两种非连续供光模式对番茄植株营养液无机元素吸收及叶片色素光谱参量的影响。结果表明,与连续红光相比,蓝光以不同... 详细信息

本研究在人工光型植物工厂中采用岩棉种植番茄植株,分析了在总光量一致的基础上红光背景下蓝光补充介入和蓝光取代介入两种非连续供光模式对番茄植株营养液无机元素吸收及叶片色素光谱参量的影响。结果表明,与连续红光相比,蓝光以不同方式介入均降低了番茄叶片中K元素含量而提高了茎中K元素含量,蓝光介入一定程度上抑制了番茄K元素由茎向叶片的运输;蓝光以不同方式介入均提高了番茄地上部中Mg含量(增幅8.93%~13.63%),而降低了地上部Fe含量(降幅28%~48%)及Mn含量(降幅3.93%~21.24%)。其中蓝光补充介入模式下番茄叶片中Mg元素含量随着蓝光补充强度的升高而增加,叶片Mg含量在蓝光取代介入模式下高于蓝光补充介入模式而地上部Fe含量趋势则相反,蓝光取代介入的非连续光模式较蓝光补充介入模式而言更有利于刺激叶片中Mg的积累而抑制地上部Fe的积累。与连续红光相比,蓝光以不同方式介入后番茄叶片色素光谱参量Hue值(色相角)和MCARI值(修正叶绿素吸收比指数)均有所提高,相反,Red/Green值(红绿区域光谱反射比)均有所降低,蓝光补充介入模式下叶片Hue值和MCARI值随蓝光补充强度的升高而增大,R/RB_(80)处理下Hue、MCARI值最高,较对照分别提高4%、124%;蓝光取代模式下Hue值和MCARI值随蓝光间歇时间的延长先增大后减小,R/RB_((1h))处理下Hue、MCARI值最高,较对照分别提高6%、215%。番茄叶片在绿光波段的反射率与各处理下Hue、MCARI值变化趋势接近,而番茄叶片中Mg元素含量与叶绿素光谱参量呈正相关性。蓝光取代介入的非连续光模式较蓝光补充介入模式而言更有利于刺激叶片类胡萝卜素分解和叶绿素积累,非连续供光模式通过调控番茄植株无机元素的吸收进而作用于叶片色素的形成。本研究为无土栽培番茄光环境调控提供了理论依据。

关键词：植物工厂 LED供光模式番茄苗期非连续光无机元素

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收获期黄连原位机械拔取力学试验研究

西南大学学报（自然科学版） 2024年第3期46卷 84-91页

作者：姚亮华李敏赵世龙陈迅王跃曾百功谢守勇西南大学工程技术学院重庆400715 重庆三峡学院机械工程学院重庆万州404100 重庆市农业技术创新方法工程技术中心重庆400715 丘陵山区农业装备重庆市重点实验室重庆400715

黄连是一种常见的名贵中药材,为了研制黄连收获机械,实现黄连生产过程的机械化,分析黄连拔取过程的力学特征规律必不可少.通过黄连拔取过程的受力分析,自主设计黄连原位机械拔取测试装置,对收获期黄连进行拔取力学试验,统计试验数据并... 详细信息

黄连是一种常见的名贵中药材,为了研制黄连收获机械,实现黄连生产过程的机械化,分析黄连拔取过程的力学特征规律必不可少.通过黄连拔取过程的受力分析,自主设计黄连原位机械拔取测试装置,对收获期黄连进行拔取力学试验,统计试验数据并进行对比分析,预测拔取速度、拔取方向、坡度及根土复合体表面积与黄连拔取力之间的关系.结果表明:黄连拔取力主要分布在10~50 N之间,平均拔取力为27.38 N,整体呈现正态分布.黄连的拔取力随拔出时根土复合体表面积增大而增大,二者满足二次多项式函数关系,决定系数为0.76,拔取力随着拔取速度的增大而增大,但较快的速度会导致黄连根茎或茎秆的断裂,因此在保证黄连样品完好的前提下,以20 mm/s的速度拔取效果最佳.黄连多种植在坡地上,相较于铅直方向,垂直于地面方向拔取力平均降低了15.5%;拔取力随着种植坡度的增大而增大,且坡度增加,拔取力的增长幅度也随之增加.研究结果可为黄连生产机械化装备研发提供基础理论依据.

关键词：黄连根土复合体拔取力拔取速度拔取方向坡度

Fenton铁泥组分分析及在废水处理中的应用

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工业水处理 2024年

作者：姜凤成徐潇张传兵王明仕王璐瑶冯茜茜王慧芳王杰郭发扬徐漫漫王娜石家庄市污染源智能监控技术创新中心河北省污染源智能监控技术创新中心石家庄学院地理科学与环境学院河南理工大学资源环境学院华夏碧水环保科技股份有限公司

Fenton铁泥中含有大量的铁元素以及较多的难降解有机物、泥沙、病原体以及重金属，不进行妥善地处理会引发二次污染，造成资源浪费。为较全面地总结Fenton铁泥的组成结构并寻求适用于Fenton铁泥的利用途径，梳理了Fenton铁泥的主要组分... 详细信息

Fenton铁泥中含有大量的铁元素以及较多的难降解有机物、泥沙、病原体以及重金属，不进行妥善地处理会引发二次污染，造成资源浪费。为较全面地总结Fenton铁泥的组成结构并寻求适用于Fenton铁泥的利用途径，梳理了Fenton铁泥的主要组分及其在废水处理中的回用现状；重点对Fenton铁泥在水处理领域中的直接回用、制备絮凝剂、合成类Fenton催化剂、合成吸附剂、应用于厌氧消化等技术的核心方法和优缺点进行介绍；结合Fenton铁泥回用过程中有害物质的副作用及回用的经济性，兼顾Fenton铁泥资源化用于水处理领域的基础上，指出将Fenton铁泥应用于厌氧消化处理过程中，既可以提高污水处理效率又可以将铁泥中的有害物质转化，有望实现铁泥零排放，是C/N铁泥资源化利用的一个重要方向。本文有助于了解Fenton铁泥的常见组分并对Fenton铁泥的利用途径有借鉴作用，能够为Fenton铁泥的资源化利用技术发展提供参考。

关键词： Fenton铁泥组分分析水处理固体废物

高压旋喷型圆形复合支护桩在深厚填土质斜坡工程中的应用及探讨

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城市地质 2024年第1期19卷 92-96页

作者：鲜李姚博重庆市勘测院重庆401120 自然资源部智能城市时空信息与装备工程技术创新中心重庆401120

以某市政道路项目为实例,阐述了普通圆形支护桩在深厚填土质斜坡实施过程中遇到的刚度不足及塌孔等问题,提出了一种较为稳定可靠的高压旋喷圆形复合支护桩。该结构主要由高压旋喷复合土及钢筋混凝土圆形支护桩组成,为桩土复合支护结构,... 详细信息

以某市政道路项目为实例,阐述了普通圆形支护桩在深厚填土质斜坡实施过程中遇到的刚度不足及塌孔等问题,提出了一种较为稳定可靠的高压旋喷圆形复合支护桩。该结构主要由高压旋喷复合土及钢筋混凝土圆形支护桩组成,为桩土复合支护结构,由高压旋喷固结体及圆形支护桩一起承担水平土压力,具有防止垮孔,提高支护桩刚度及桩周土体物理力学指标等优点。在分析复合型支护桩受力特征基础上,通过理论推导,得到桩截面刚度提高公式。应用结果表明:采用高压旋喷型圆形复合支护桩可以有效提高桩身刚度,减小支护桩使用阶段水平位移,同时解决了桩基施工过程中垮孔问题,对填土斜坡上的支护桩有一定的普适性。

关键词：深厚填土质斜坡垮孔高压旋喷复合支护桩桩身刚度

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