摘要:近年来，我国豆乳粉市场前景广阔，行业发展较快，形成了干法、湿法、半湿法3种主流豆乳粉加工技术体系。本文介绍了豆乳粉加工各个环节的关键技术对豆乳粉产品速溶性、豆腥味、致敏性等的影响规律，阐述了针对目前豆乳粉的腥味残存、致敏性较高、速溶性较差、口感体验较差、品质稳定性偏低等技术瓶颈问题的工艺调控方案，并对我国豆乳粉行业的发展进行总结和展望，以期为我国豆乳粉的生产工艺、标准建立、产品研发等提供参考。

摘要:为使用车载三维激光雷达快速获取作物的株高、叶面积指数(LAI)等作物形态参数，以玉米为研究对象，采用车载三维激光雷达点云数据，提出了一种基于玉米分层点云数量或分层点云数量与地面点云数量比值计算LAI的方法。使用车载平台获取京农科728和农大84玉米的三维点云数据；对点云数据进行预处理，获得已测量LAI真值区域的点云数据；进行玉米植株点云与地面点云分割，根据地面起伏程度，基于随机一致性平面分割算法，将距离阈值设置为0.06m；依据玉米垂直结构分布，将玉米植株划分为上、中、下3层，计算每层点云数量并分别标记为H、M和L，同时，将上、中、下每层的点云数量与地面点云数量的比值标记为Hr、Mr和Lr，分别建立H、M、L和Hr、Mr、Lr与LAI真值的线性回归模型。试验结果表明：采用Hr、Mr变量建立的LAI二元线性回归测量模型最优，京农科728玉米训练集R2为0.931，验证集R2为0.949；农大84玉米训练集R2为0.979，验证集R2为0.984，本文方法可为田间快速测量LAI提供解决方案。

摘要:提出了基于支持向量机的水田田埂边界线的检测算法。采用支持向量机分类算法代替传统的图像分割算法，分割水田图像，提高了在不同光照条件下田埂边界检测的鲁棒性。图像预处理阶段引入超像素分割算法，大大减少了后续图像处理的计算量，并为支持向量机的模型训练提供大量的样本。选取足够数量的超像素样本，提取其颜色特征和纹理特征，构成19维的特征向量，并作为训练支持向量机模型的输入。使用训练好的支持向量机模型识别新图像中的水田田埂区域，模型评价指标F1分数达到90.7%。采用霍夫变换提取田埂边界，在NVIDIA的Jetson TX2硬件平台上，算法总运行时间在0.8s以内，有效满足了水田直播机的实时性要求。

摘要:为了使旋翼无人机快速、精确、自主降落到地面着陆平台，提出一种基于视觉标志检测的无人机姿态估计方法。首先，利用标准直升机停机坪的几何特征，采用标志五步提取算法从机载摄像头采集的图像中获取视觉标志；为了满足无人机自主着陆过程的快速性和实时性，提出一种基于距离三点法的角点检测算法，得到H形标志的12个角点；然后，通过对角点分类、编号，并与参考图像中的对应角点进行匹配，解算出包含相对姿态信息的单应矩阵；最后，应用直接线性变换(Direct linear transformation, DLT)分解单应矩阵得到无人机的姿态角，并依据相机成像的相似三角形原理计算出无人机相对于视觉标志的位置，解决了单目相机尺度不确定性问题。通过实验平台模拟无人机不同飞行状态下的姿态并进行估计，对提出算法的实时性和准确性进行了实验验证。实验结果表明：本文算法的平均执行时间为307.2ms，位置估计的最大均方根误差为0.0062m，姿态角估计的最大均方根误差为0.313°，满足无人机自主着陆的准确性和实时性要求。

摘要:为探索原茬地播种机种床整备侧向滑切清秸刀齿对机具作业过程中秸秆缠绕度、振动强度、功率消耗和覆秸均匀度的影响，在阐述侧向清秸装置结构和工作原理基础上，对侧向滑切清秸刀齿结构及滑切面工作曲线进行了设计，确定了影响刀齿工作性能的关键结构与工作参数。应用四因素三水平正交试验方法，选取初始半径、起始滑切角、刀轴角速度和机具作业速度为影响因素，以秸秆缠绕度、振动强度、当量功耗和覆秸均匀度为评价指标，对影响机具作业性能的刀齿结构和工作参数组合进行优化分析。结果表明：在初始半径200mm、起始滑切角30°、刀轴角速度42rad/s、机具作业速度7.2km/h条件下，无秸秆缠绕，振动强度为159m/s2，当量功耗为4.9kW，覆秸均匀度为0.075。对比试验表明，优化后刀齿组合振动强度降低了46.5%，当量功耗降低了29.7%，工作过程中未出现机具堵塞现象。

摘要:针对现有气吸式圆盘型精量播种机播种不同尺寸种子需要更换排种圆盘的缺陷，为节约成本、提高排种器通用性，基于现有圆盘型排种器，设计了一种变粒径双圆盘气吸式精量排种器，无需更换圆盘便可实现不同粒径种子的精量播种。阐述了排种器基本结构与工作原理，并对其工作过程及关键部件进行了理论分析，确定了型孔排布、型孔形状、型孔锥角等关键结构参数，运用Fluent仿真分析了5种组合型孔对气室流场的影响，通过仿真分析获得了最佳组合型孔参数，并在JSP-12排种试验台上进行了排种均匀性试验及正交试验，得到排种性能较好时的负压、排种盘转速等参数的合理范围。结果表明：当排种器圆盘型孔为60°锥角的倒角型型孔，转速为34.5r/min、负压为4.1kPa时，其合格率为90.46%、漏播率为2.59%、重播率为6.94%，排种性能较优，满足播种要求。通过田间试验跟踪观察种子后续生长情况，试验得出排种器的平均合格率90.16%、漏播率2.77%、播种各行排量一致性变异系数5.34%、总排量稳定性变异系数4.86%，与传统排种器相比作业质量显著提升。

摘要:为满足玉米育种试验的播种需要，设计了一种种腔自净型气吸式精量排种器，该排种器的充种腔与清种腔相互独立，排种与清种过程互不干扰，自净率达100%。通过考察育种试验用种子的形状，并结合育种试验的特点，确定了排种器关键结构参数。对种子吸附的过程进行动力学分析，并利用EDEM软件仿真验证了种量较少时搅种盘的种群扰动作用。利用Fluent软件模拟验证了当剩余种子不超过10粒、清种时间不超过1s的情况下，清种真空度大于3kPa时，可保证剩余种子全部清出。对育种试验用种子进行分级处理，在真空度3~4kPa范围内进行单因素试验，结果表明，清种阶段已吸附在吸孔上的任一规格种子均能正常播种。排种器台架试验结果显示，播种机作业速度小于3.6km/h，真空度6~8kPa，刮种板工作面距离吸孔中心2~4mm范围内时，排种器的漏播率小于1%，重播率小于4%，合格指数大于95%，各项指标符合国家标准要求，能实现有效排种，同时保证清种率达到100%。排种器田间试验证明，出苗效果符合育种试验的播种要求。

摘要:为精准实时监测水稻穴直播机播种状态，提高监测稳定性，以弹射式耳勺型水稻穴直播排种器为研究载体，采用PVDF压电薄膜为传感元件，以ATmega328P MCU控制器为核心，基于压电冲击法设计了水稻穴直播监测系统。通过分析种群投种轨迹，设计了可辅助监测且导种成穴的导种管，确定了PVDF压电薄膜传感器的安装部位。结合排种器多粒穴播作业特点，确定了4种作业故障监测算法。设计了系统硬件电路，开发了蓝牙无线串口传输APP，实现了上、下位机无线通信。台架测试表明：在不同工况下系统灵敏度均在90.83%及以上，可实现对信号的有效采集。由田间试验得到系统的重播监测精度、漏播监测精度及有效监测精度的平均值的最小值分别为81.79%、80.42%和97.67%，且系统在机具发生重播或漏播时可进行声光报警。该监测系统满足水稻穴直播监测要求，有助于提高水稻穴直播作业质量。

摘要:为了能够实时、准确地获取联合收获机作业过程中的喂入量信息，设计了基于割台传动轴扭矩的喂入量监测系统，并建立了喂入量预测模型。该监测系统主要由信息感知模块、车载终端和移动终端构成。信息感知模块包括扭矩传感器、霍尔传感器和GPS模块等；车载终端将采集信息本地显示并打包上传；移动终端实现了对联合收获机作业参数的远程监测。在建立喂入量预测一元线性回归模型基础上，对扭矩信号进行了双阈值滤波和低通滤波。田间试验结果表明，该系统运行稳定，通信良好，一元线性回归模型预测决定系数为0.755。滤波方法能够有效地滤除噪声，滤波后预测决定系数提高至0.852，能够在一定程度上满足联合收获机喂入量监测的实际需要。

摘要:针对国内外农机装备智能化发展及设备物联远程网控需求，基于ISO 11783系列标准，提出并设计了联合收获机智能CAN总线方案及其应用系统。根据联合收获机的作业特点和智能控制需求，建立了由动力CAN总线、设备管理CAN总线、专用设备CAN总线1和专用设备CAN总线2组成的模块化、可扩展的智能农机CAN总线网络结构。基于ISO 11783 CAN总线应用层协议标准，制定了智能化联合收获机远程网控通信协议。最后，进行了联合收获机CAN总线应用系统网络负载和实时性的通信试验及工程应用试验验证。试验结果表明，在500kb/s波特率下，所有总线的负载率均小于30%，数据在3层CAN总线之间传输总延时小于1ms，满足联合收获机智能远程网控CAN总线系统的设计要求。

摘要:针对北方粘重土壤条件下马铃薯收获过程中薯秧分离效果不佳的问题，设计了一种在不杀秧情况下既适用于大型联合收获机也适用于分段式马铃薯收获机的薯秧分离装置。通过对该装置升运过程中薯秧的运动学分析和分离过程中的力学分析，建立了一种弹性力学模型，确定了影响薯秧分离效果的主要因素，得到影响薯秧分离性能的摘秧辊转速范围和摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离范围等工作参数。以摘秧辊转速、一级升运分离筛主驱动辊线速度、摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离为试验因素，以含杂率为试验指标，在未进行杀秧作业的条件下进行田间试验，试验结果表明：当摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离为2.5mm、摘秧辊转速为9.0r/s、一级升运分离筛主驱动辊线速度为1.6m/s时，含杂率为2.4%，优于国家行业标准。

摘要:为解决水稻收获机械物料抖动板表面极细小湿黏物料粘附的问题，提出了利用界面加热实现金属抖动板减粘脱附的方法。以镀锌板和不锈钢板两种基材为试验部件，以极细小湿黏水稻物料为试验对象，构建了湿黏水稻物料与金属抖动板表面的粘附界面模型，分析得出水膜的毛细作用是形成粘附界面的重要原因，揭示了金属抖动板表面加热对粘附界面的脱附作用机理。通过加载加热脱附试验，得到两种金属抖动板脱附率曲线模型，分析表明，粘附界面加热可以有效抑制湿黏水稻物料粘附在金属抖动板表面，当温度为50℃时，镀锌板和不锈钢板的脱附率分别达到61.81%和61.33%。振动加热脱附试验表明，金属抖动板的振动强度影响加热脱附效果，采用较低温加热、较高强度振动的方案，脱附效果更好，抖动板采用40℃加热，设定振频6Hz、振幅40mm的作业参数，脱附率超过65%，满足实际作业要求。验证试验表明，热气流加热是实现水稻收获机械抖动板与湿黏物料减粘脱附的有效方式。

摘要:为研究不同运动形式振动筛的筛分性能，对平面往复、三移动一摆动、三移动两转动振动筛筛面上颗粒的分散程度进行分析和试验。基于颗粒非线性跳动理论,利用Matlab软件模拟得出颗粒在不同运动形式筛面上的运动状态；以分散度为试验指标，利用高速摄像机对玉米颗粒在3种振动平板上的运动进行跟踪。颗粒在振动平板上的运动规律证明了颗粒非线性跳动理论分析结果的正确性，随着振动筛主轴转速逐渐增大，颗粒群在3种振动平板上的分散度均呈现先增大、后减小的变化规律。在振动筛主轴最优转速下，玉米颗粒群在三移动一摆动、三移动两转动振动筛筛面上的综合分散度分别为38.96mm和40.73mm，较平面往复振动筛分别提高了14.39％和19.58％。以筛分效率为试验指标，利用3种振动筛筛面进行物料筛分试验，物料筛分试验结果表明，颗粒群在3种振动筛上的筛分效率由高到低依次为：三移动两转动振动筛、三移动一摆动振动筛、平面往复振动筛。物料筛分试验结果证明了用振动平板对颗粒群分散度进行研究的可行性，同时验证了平板试验结果的正确性。

摘要:为实现全膜双垄沟覆膜种床机械化构建，针对地膜全域覆盖膜上横腰带式覆土等要求，设计了横腰带覆土式全膜双垄沟覆膜联合作业机，可实现起垄、施肥、覆膜、覆土及横腰带铺设与渗水孔打孔的一体化作业。对样机关键部件进行设计，确定其旋耕刀组功耗和提土装置、镇压打孔装置的工作参数，同时解析了输土-种床覆土装置、横腰带覆土系统的作业过程，得到满足覆膜种床各部位覆土的必要条件。田间试验表明，当作业速度为0.50m/s时，采光面地膜机械破损程度为38.6mm/m2、种床起垄高度合格率为89.8%、种床垄沟中心距合格率为90.7%、种床膜边覆土宽度合格率为95.8%、横腰带覆土宽度合格率为95.6%、种床覆土厚度合格率为95.2%、横腰带覆土间距合格率为93.5%、渗水孔间距合格率为97.1%，试验指标均符合国家与行业标准要求，试验结果满足设计和实际作业要求。

摘要:提出一种基于静电吸附方法分级去除机采棉中残地膜的方法，以新疆阿拉尔地区种植的新陆早26号机采棉为研究对象，根据机采棉中残地膜曲直形态与荷电极化程度存在一定的相关性，利用图像处理提取机采棉中各种残地膜杂质特征并进行聚类算法分级，将残地膜分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等级。搭建静电吸附分离平台，对掺有不同等级残地膜的机采棉进行不同荷电时间、飞入速度、极板电压下的试验，以除杂率为测定指标，找出对应级别残地膜的最佳参数组合，以期达到残地膜杂质与机采棉的分离最大化。试验表明，对除杂率影响显著的因素由大到小为：飞入速度、荷电时间、极板电压。掺有Ⅰ级残地膜的机采棉除杂最佳荷电时间为24s，飞入速度为4.7m/s，极板电压为39kV，分离率为96.2%；Ⅱ级最佳荷电时间为29.8s，飞入速度为5.8m/s，极板电压为37.6kV，分离率为98.1%；Ⅲ级最佳荷电时间为30.1s，飞入速度为3.5m/s，极板电压为46.2kV，分离率为97.2%。研究结果表明：基于静电吸附分级去除残地膜的方法可行，能够满足实际生产需要。

摘要:针对香蕉机械化落梳过程中出现的自适应性差的问题，设计了基于恒力机构的可自适应环抱蕉茎插切式香蕉落梳装置，并对落梳装置的径向自适应性和转动自适应性进行了分析。采用两斜置压缩弹簧的结构，引入负刚度，再与正刚度的水平压缩弹簧并联组成恒力机构，提高了落梳刀具组对果轴粗细的径向自适应性，对恒力机构的力-位移特性曲线和刚度-位移特性曲线进行分析，并优选关键参数，得出斜置压缩弹簧的刚度系数k1=12N/mm，水平压缩弹簧的刚度系数k2=3N/mm，初始状态斜置压簧的倾斜角θ0=36.87°，恒力行程对应的落梳刀组包络圆直径范围为80~100mm，对应的恒力f=180N。在加载有扭簧的虎克铰链基础上设计了可释放两个转动自由度的落梳刀盘，根据测定的香蕉果轴弯曲度设置刀盘旋转角范围为±10°，根据建立的三维模型中的几何参数得出，落梳刀具末端的工作空间是一个半径为300mm的球面。对落梳刀具末端的柔度矩阵进行分析，结果显示，落梳刀盘旋转角为0°，即刀盘与机架上底面平行时线柔度最大，最大值为0.8182mm/N，落梳刀盘旋转角为10°时线柔度最小，最小值为0.77mm/N，说明落梳刀具末端的线柔度随刀盘旋转角的增大而减小。试验结果表明，梳柄切口符合试验指标的蕉梳占所有样本的81.25%，切口质量良好，该装置设计合理，且满足实际落梳作业的要求。

摘要:针对我国苏叶人工分选劳动强度大、效率低、缺乏自动分选系统的问题，设计了苏叶在线分选系统，该系统由上料单元、检测单元、传输单元、分选单元、下料单元、供气系统以及控制系统组成。首先对苏叶图像进行预处理，进而获取叶片最小外接圆及其直径信息，最后根据确定的转换系数得到苏叶尺寸。为便于苏叶分选控制，设计了苏叶尺寸输出排序策略。试验结果表明，利用该系统能够实现苏叶的快速测量与分选，单幅图像处理时间约为0.18s，分选速度约为4片/s，系统测量总体平均绝对误差为0.157cm，总体分选准确率为90.09%。

摘要:为研究半开式离心泵叶顶间隙区域的非定常流动特性，应用SST k-ω两方程模型，对半开式离心泵进行了全流道数值模拟，利用快速傅里叶变换（FFT）将各监测点的时域值转换为频域值,并分析了泄漏涡轨迹与叶片载荷的相关机理以及泄漏涡的频谱特性。结果表明：泄漏涡涡核与叶片骨线的夹角θ随着叶尖载荷的变化发生了周期性脉动；泄漏涡加剧了叶尖处的流动分离，在叶片前缘形成了连接叶片表面与泵壳的涡管；在流量为0.75Qd时，叶顶前缘间隙处扰动主信号为0.51fB，该频率与二次泄漏以及叶尖处涡管的非定常脉动特性相关；随着流量减小，扰动信号频率有所波动，叶尖泄漏涡破碎位置向叶片前缘移动。

摘要:生态产品是我国在生态文明建设理念上的重大变革，为“两山”理论提供实践抓手和物质载体，是一个涉及经济、社会、政治等相关领域的系统性工程，具有重大的战略作用和现实意义。但目前生态产品缺少统一的概念和分类，一定程度上制约了生态产品价值实现的理论研究及试点实践。根据国内外相关研究，将生态产品定义为生态系统通过生物生产和与人类生产共同作用为人类福祉提供的最终产品或服务，是与农产品和工业产品并列的、满足人类美好生活需求的生活必需品。根据生物生产、人类生产参与的程度以及服务类型，将生态产品划分为公共性生态产品和经营性生态产品两类。在此基础上，探索了生态产品价值来源、价值构成及价值实现的可能途径，主要包括生态保护补偿、生态权属交易、经营开发利用、绿色金融扶持、促进经济发展、政策制度激励等，为生态产品产业发展政策的制定及生态产品价值实现政策保障的深入研究提供了支撑

摘要:以江西省赣州市为研究对象，探索构建了基于地理国情信息的土地资源生态系统服务价值核算体系，并将结果应用于江西省赣州市各县（市、区）土地资源生态补偿优先级的确定中。研究表明：与常规的土地利用分类相比，地理国情信息分类更加细化，能更为精确地核算土地资源生态系统服务价值。赣州市2015年土地资源的生态系统服务价值估算为2138.89亿元，服务价值从大到小依次为调节服务、支持服务、供给服务和文化服务，且调节服务占比达70.49%。 2015年各县（市、区）单位面积土地资源生态系统服务非市场价值最高的是寻乌县，但各县（市、区）不同类型生态服务功能的价值存在差异。从空间分布看，赣州市周边地区生态补偿优先级较高，而中部地区偏低，且单位面积生态系统服务价值偏低的西北部生态补偿优先级也较高。

摘要:植被指数是对绿色植被的特定表达，在不同环境下的效果不同。植被指数的选择需要结合研究区域的环境特征。本研究将植被指数间的相关系数集成到基于马氏距离的植被指数选择算法中，根据所选样本确定最适宜的植被指数，构建决策树模型，以江西省永丰县为例，开展区域生态系统类型的识别研究。该方法首先确定提取对象，明确对象类别与对象间的隶属关系，然后逐层逐项地提取湿地、森林、草地、农田等生态系统信息。结果表明，所提出的植被指数选择算法具有较好的适用性；生态系统识别的总体精度达89.11%，构建的决策树模型的分类精度高于传统方法，可为区域生态系统信息提取和生态系统管理提供研究方法。

摘要:撂荒地遥感提取方法主要为分类方法和变化检测方法。由于撂荒地覆被类型复杂，容易同草地、灌木混分，导致分类方法的提取精度不高。而变化检测方法易受非耕地变化因素干扰，且只能提取监测周期内的新增撂荒，无法提取监测周期之前的历史撂荒。此外，受遥感数据本身的制约，中低分数据受混合像元干扰而提取能力不足，高分遥感易受地形起伏、云层遮蔽、覆盖周期长等因素干扰而损失精度，因此，传统遥感方法提取撂荒地困难。本研究提出多源数据联合变化检测方法以提取撂荒地。利用多源数据的异质性和不同方法的互补性，针对不同类型的撂荒地制定不同的提取策略，并进行耦合分析以提取撂荒地。经实地调查验证，该方法提取总精度达到97.6%。在此基础上，提取撂荒地的距离特征、高差特征、灌溉特征和邻域特征等自然地理指标，对其进行了显著性分析，判别了区域撂荒主导因素，为撂荒驱动力研究、定向提升撂荒地管理提供了依据。

摘要:为了解草原植被恢复效果和理解草原生态系统弹性特征，以锡林郭勒草原国家级自然保护区为对象，在ArcGIS、Fragstats等软件支持下，从景观格局稳定性（LPS）、生态敏感性（LES）和人类活动干扰3个维度建立概念化景观空间弹性模型（LSR），分析评价了研究区景观空间生态敏感性和弹性特征。研究结果表明：草地、林地等景观格局稳定性较高，尤其是核心区，但LPS值远低于理论最优值，亟待提升；自然保护区内近60%的景观空间生态敏感性达到中度敏感，绝大多数类型的核心区及其缓冲区处于中高度敏感性水平，且从核心区到缓冲区高度敏感性面积占比呈现增长趋势；由于自然和人为活动双重作用影响，整个自然保护区中度以下低弹性区域面积比超过70%，从核心区到外部实验区，极低度弹性的空间范围不断增大，保护区60%以上区域应加强植被恢复；根据景观空间弹性表现，10.53%的区域需要重点保护，这些区域分布在保护功能区C区东部、E区西北部和D、E两区交汇地带。景观空间弹性框架及其概念化模型能综合考虑景观格局稳定性和景观空间生态敏感性，这对评价认识草原类自然保护地景观空间弹性特征、有针对性地制定草原植被恢复方案和优化保护功能区具有积极的指导作用。

摘要:为探讨如何利用遥感影像自动解译技术，实现冬小麦种植情况统计调查、提高提取精度，选择冬小麦关键生育期6个时相的高分二号遥感影像数据，分别从6个时相的近红外灰度（NIR）、红波段灰度（R）、绿波段灰度（G）、蓝波段灰度（B）、比值植被指数（RVI）、归一化植被指数（NDVI）6个特征中优选出对冬小麦面积提取最敏感的1个特征作为输入变量，每个时相选择1个特征，6个时相共选出6个特征作为输入变量，利用随机森林算法构建模型，提取冬小麦空间分布特征。选择研究区不同长势、不同种植品种的地块样本构建训练集，利用多时相特征构建模型，并将模型推广应用于整个大厂回族自治县，得到大厂回族自治县冬小麦的空间分布情况。通过与统计结果对比分析，经过多时相特征优选构建的模型对冬小麦的识别精度接近90%。经过样本优化和后期处理仍可提升精度，此方法能在保证提取精度的前提下对冬小麦进行快速提取，提高相应的工作效率。

摘要:自然农田生态系统中，农作物的各种生化参数受重金属污染胁迫后虽表现异常，但其特征往往极为微弱，极不稳定。利用处理非稳定信号方法中常用的信号处理方法——小波分析法（Db-5），对水稻的光谱反射率数据进行处理，有效提取光谱信号中受重金属污染胁迫而潜藏的一些“突变”弱信息。利用Db-5小波基进行小波变换，从中选取具有异常光谱特征的奇异点，利用奇异点对应波段（716、745、766nm）的光谱反射率构建反向传播（BP）神经网络模型，对水稻冠层4种重金属含量进行反演。将利用模型得到的预测值与实测值进行相关性分析，结果表明，基于BP神经网络的水稻冠层重金属含量反演模型对于实验区镉、铅、汞、砷4种重金属胁迫，具有良好的反演效果。

摘要:为探讨数据挖掘技术中LM（Levenberg-Marquardt）算法在土壤表层（约1cm）含水率遥感监测中的应用，选取黄绵土、粘黄土、红土为试验材料，配制含水率分别为0、6%、10%、14%、18%、22%的土壤样本，在09：00—10：00和15：00—16：00时间段进行可见光采样，并对图像亮度进行梯度处理，以此模拟全天光线变化。采用样本实测含水率及图像RGB三阶颜色矩数据作为数据集，对上午、下午样本和两时间段混合样本采用LM算法建立含水率回归模型，并与BP（Back propagation）算法和分类回归树（Classification and regression trees，CART）算法进行比较。结果表明，基于土壤表层RGB颜色矩的LM算法具有较好的应用效果，混合样本不同土样回归模型决定系数R2分别为0.958、0.943、0.949，均方根误差（RMSE）分别为1.6%、2.0%、1.9%，相对分析误差（RPD）分别为4.873、4.183、4.440。不同光照时的混合样品分析结果表明，LM算法适用于不同光线采集样品的土壤含水率监测，适用于土壤表层（约1cm）含水率的监测。

摘要:为快速准确获取灌区渠系分布信息，科学调配区域农业水资源、提高水资源利用率，通过基于全卷积神经网络（Fully convolutional networks，FCN）的语义分割模型进行渠系轮廓提取。利用无人机采集正射影像并进行标注，以VGG-19网络为基础，通过多尺度特征融合的方式实现FCN-8s结构，使用Tensorflow深度学习框架构建FCN渠系提取模型；对数据集进行数据增强，分割后放入FCN模型中训练、测试。实验结果显示，针对不同复杂程度的测试区域，FCN模型的提取准确度、完整度、精度均高于支持向量机方法和改进霍夫变换方法，均值分别为95.78%、92.29%、89.45%。结果表明，该方法能够实现灌区渠系轮廓的高精度提取，具有较好的泛化性和鲁棒性。

摘要:为了探究和量化利用红外热成像系统进行核桃冠层温度测量过程中所产生的不确定性，利用A310f型红外热像仪在核桃园区对样本树冠层进行为期20d的高频连续观测，对样本树进行了不同方向（东、西、南、北）和不同高度角（10°、30°、45°、60°、80°）的冠层温度测量。首先，对5个重要参数的敏感性进行分析，发现冠层温度受叶片辐射率（εleaf）影响最大，受环境反射温度（Trefl）影响次之，受空气温度（Ta）和空气相对湿度（RH）影响较小，对距离（D）变化不敏感。其次，对3棵样本树与4个方向的冠层温度进行双因素方差分析，结果表明，各方向之间达到了显著性水平（P<0.05），进一步通过多重比较确定了南、北两个方向存在显著性差异（P<0.05），其他各方向之间差异不显著。对不同高度角的分析表明，5个高度角之间不存在显著的温度差异。然后，通过温度廓线法直接观察到冠层外部温度高于内部温度，同时，温度频数直方图反映出像素点呈现双峰分布特征，冠层像素点的峰值温度为25.1℃。最后，对冠层内外温度进行方差分析，结果表明，两者之间存在极显著性差异（P<0.01）。

摘要:系统研究了农业高光谱数据中少数类的分类质量问题。为了提升少数类的分类质量，提出采用过采样SMOTE技术增加少数类新样本，同时研究了SMOTE技术中新样本生成策略和少数类采样倍率对高光谱数据中少数类分类结果的影响，以及不平衡数据集上分类器与模型的匹配度。在新的采样数据集上采用多类分类SVC技术对少数类分类，提升了非均衡高光谱数据集中少数类的分类质量。在真实数据集上进行了试验验证，并对不同的分类方法和系统参数进行了试验对比和分析，结果表明，本文方法能够显著地提高非均衡高光谱数据中少数类分类效果，平均分类精度不小于0.82，平均召回率提升幅度为11.11%～26.15%，F1提升幅度为5.81%～40.85%。

摘要:针对基于指纹的无线传感网络室内定位，提出了一种基于核隐变量正交投影(Kernelbased orthogonal projection to latent structures, K-OPLS)的定位算法。在O-PLS的模型框架下，K-OPLS算法应用“核技巧”将描述变量映射至高维特征空间，给出了描述变量和响应变量之间的非线性关系，以实现对模型的预测成分及与响应-正交成分的计算。K-OPLS算法集核偏最小二乘建模和正交信号校正预处理方法于一体，在一定程度上有效地改进了模型性能，增强了模型解释性。基于RSSI指纹信息，构建锚节点与处于参考位置的非锚节点之间的非线性映射关系，K-OPLS算法可以实现WSN的室内定位跟踪。将所提出的算法应用于仿真与物理环境下的不同实例中，在同等条件下，还与核岭回归(KRR)、核极限学习机(KELM)、核信噪比(KSNR)、核偏最小二乘(KPLS)、核自适应滤波等其他核学习算法进行比较。仿真实验中，基于小波核的WK-OPLS算法在无噪声和有噪声环境下的跟踪估计误差分别为0.2326、1.3205m。物理实验中，基于小波核的该算法跟踪估计误差为0.2493m。实验结果表明，所提算法有效提高了定位精度，而且具有一定的除噪能力。

摘要:食品安全数据具有多源、关联和不确定性等特征，数据的项目、项目的属性以及相链接数目较多，数据内部潜在关系不明晰，需要研究能够进行关系挖掘的可视视图。针对食品安全领域数据分析的实际需求，采用圆环布局、节点链接布局等元素，对数据间的简单关系和层次结构进行展示；结合同心圆布局、散点图、热力图元素和动态过滤以及数据聚类技术，在展示数据节点性质的同时，揭示数据间的潜在关联关系,并综合以上视图提出了一种挖掘数据关系的可视分析图ExploreView。应用于国家食品药品监督管理总局抽检数据集，使用立方体隐喻组织数据，二分图定义任务需求，完成可视编码，进行数据关系探索，为可能发生的食品安全事件提供预警，定位重点监管对象，为制定新的食品安全规章制度提供参考。

摘要:针对当前“互联网+”技术与林业的交叉融合，涌现出海量待挖掘的涉林文本，而林业文本分类的相关研究尚不成熟的问题，使用网络爬虫技术面向互联网采集涉林文本，基于丰富的语料重新构建分类标签，提出基于Spark计算框架的XGBoost并行化方法，对林业文本进行分类。经由交叉验证，构建的XGBoost并行分类算法准确率为0.9234，在各类别中最低F1为0.8604，最高为0.9984；其在2.1万条、4.2万条、8.4万条数据集上的训练加速比分别为2.13、3.47、3.82。结果表明，基于该标签设定的分类模型对现存互联网中涉林文本的适应性较好；Spark环境下实现的XGBoost并行化算法的准确率显著优于其他4种机器学习（朴素贝叶斯、GBDT决策树、BP神经网络和ELM神经网络算法）的并行化算法，算法执行效率远高于单机版本，且数据量越大，其加速比越高，能有效应对海量林业文本的实时、准确分类。

摘要:根区阻抗谱技术可以很好地展现根区水分、生物量等动态变化。针对相邻激励策略下的基质根区100Hz~2MHz范围内阻抗谱测量中出现的问题，进行总结、分析，并提出了解决方法。进行了延长通道对测量的影响实验，分析对比了单端口网络和双端口网络补偿策略，实验结果表明，纯基质的测量，单端口网络补偿方法是最佳选择，其步骤简洁且补偿效果显著。通过延长电极长度，使自然条件下阻抗谱可被准确测量的含水率变化范围增大，电极由3mm增长至8mm时，适用的含水率范围从8.35%增大至11.27%，是原有含水率范围的1.35倍，有效地减弱了含水率下降时对电极与基质耦合的影响。分析了不同电极长度下的数据差异以及电极几何参数的影响，结果表明，电极长度变化并未对数据的整体趋势变化造成显著影响。同时，对测量中高频时出现负电阻数据的原因进行了分析探讨。

摘要:利用微纳米发泡器对微咸水进行加氧处理，并对加氧微咸水入渗条件下的土壤水盐运移特征及对入渗模型参数影响开展了研究。结果表明，在微咸水不同溶氧量入渗条件下，入渗时间相同时，累积入渗量和湿润锋深度随溶氧量增加先增加后减小，微咸水溶氧量为14.0mg/L时累积入渗量和湿润锋深度最大。相比于其他处理，微咸水溶氧量为14.0mg/L时能加快水分入渗，增加土壤体积含水率。此外，相比于不加氧处理，不同加氧水平入渗均能提高灌溉水脱盐效率。同时，利用现有入渗模型对入渗过程进行了定量分析，结果显示代数模型和PHILIP模型都能准确描述加氧微咸水入渗过程，而且模型参数与微咸水溶氧量存在函数关系。PHILIP模型中吸渗率随着微咸水溶氧量的增加呈先增加后减小的趋势，最大值出现在14.0mg/L，代数模型中综合形状系数则呈现相反的规律，最小值出现在14.0mg/L，且代数模型可较好描述加氧微咸水一维垂直入渗条件下的土壤含水率分布。

摘要:在陕西关中地区进行了连续6年（2009年9月—2015年5月）的冬油菜非充分灌溉试验，利用STICS、DSSAT和APSIM 3种不同模型对冬油菜物候期和产量等进行模拟，比较了3种不同模型的模拟精度。结果表明，3种模型中STICS模拟精度最高，平均RARE为3.24%，APSIM模型次之，平均RARE为8.79%，DSSAT模型最差，平均RARE为11.38%。其中STICS模型对物候期和产量的模拟精度均为最高，DSSAT模型对物候期的模拟精度高于APSIM模型，而APSIM模型对产量相关指标的模拟精度高于DSSAT模型。由于2012—2013年生育期内降水量较低，3种模型的模拟精度均较低，说明3个模型对干旱胁迫条件下的作物生长模拟均存在一定不足。综合比较，STICS模型的模拟精度高于DSSAT和APSIM模型，因此推荐STICS模型为关中地区冬油菜生长发育和产量形成模拟的适宜模型。

摘要:针对河套灌区农田规格不合理问题，为探求变化环境下适宜的畦灌灌水技术要素，在不同畦田宽度下进行田间灌水试验，采用模型模拟与回归分析方法，分析了畦灌水流运动状态及灌水质量变化情况。结果表明：畦田宽度为18~23m时灌水质量不佳，灌水效率、灌水均匀度仅分别为59.78%~77.40%和84.61%~87.02%，尽管此时储水效率为100%，但其灌水效果仍然较差；畦田宽度缩小到10~15m时，灌水效率为70.20%~87.00%，灌水均匀度为86.77%~90.80%，灌水质量最好；当缩小畦田宽度到5m时，灌水质量反而降低。在此基础上，结合田间实测资料，通过模型模拟、均匀试验设计以及多元回归分析相结合的方法，构建了包含灌水效率、灌水均匀度以及储水效率的单目标优化模型（Single objective optimization model），将单宽流量和灌水时间作为决策变量，采用冒泡排序法（Bubble sort method）对模型进行求解，得到畦灌适宜的单宽流量和灌水时间组合，根据示范区实际入田流量，初步确定最优畦田宽度为10.7~14.2m。研究结果为灌区节水改造设计、水资源高效利用和农业可持续发展提供了理论依据。

摘要:针对灌区小型渠道数目多、需测控的断面多、而宜采用的移动式量水设备仍不够完善的问题，借鉴移动式薄板量水槽和圆柱量水槽的优点，设计了一种便携式板柱结合型量水槽，在分析量水槽测流机理的基础上，开展原型试验和数值模拟研究，并应用量纲分析法建立测流公式。结果表明，量水槽具有较好的水位-流量关系，上游壅水高度在1.85～13.69cm之间，临界淹没度在0.70～0.91之间，槽前弗汝徳数均小于0.5；板柱结合型量水槽比现有的圆柱量水槽和带尾翼的圆头量水槽体型小，便携度高，流线分布稍差，上游壅水高度稍大，临界淹没度稍低，但能满足灌区测流要求；量水槽测流精度高，平均测流相对误差为2.07%。

摘要:采用一步水热法原位合成工艺制备了Ni-Zn/玄武岩复合催化剂，对催化剂微观形貌和表面元素分布进行了表征。以松木颗粒为原料、水蒸气为气化剂，采用下吸式管式气化炉实验平台，研究了Ni-Zn/玄武岩复合材料在不同温度下高温蒸汽的催化气化效果，通过考察气体组分变化，探讨Ni-Zn/玄武岩复合催化剂催化性能随温度变化的规律，并与无催化剂和以白云石为催化剂的催化性能进行实验对比。实验结果表明：水热反应温度为130℃，反应时间为12h时，Ni、Zn能很好地负载在玄武岩纤维表面；与不加催化剂和加入白云石催化剂相比，Ni-Zn/玄武岩复合催化剂气化温度在950℃时催化效率明显提升，氢气体积分数增加明显，分别由无催化剂时的58.6%、加入白云石催化剂时的50.02%升高至63.28%。

摘要:为了实现小麦含水率的快速检测，采用微波自由空间测量法研究了信号频率（1~4GHz）、温度（10~40℃）、含水率（11.35%~17.79%）和容积密度（低、高）对小麦相对介电常数的影响，分析了影响相对介电常数变化的原因，建立了不同频率下小麦含水率的预测模型，并对模型进行了验证。研究结果表明，在1~4GHz频段内，小麦的相对介电常数随含水率、温度和容积密度的增大而增大，随着信号频率的增大而减小；所建立的支持向量机模型取得了很好的预测效果，对比于单频和多频，全频下的预测模型最优，其预测集相关系数、预测集均方根误差和剩余预测偏差分别达到了0.9929、0.0513%和18.67。研究表明，微波自由空间法可用于检测小麦含水率。

摘要:针对微波干燥中场强分布不均、物料微波能吸收能力不同导致的微波加热不均匀现象，结合微波干燥的高效性、流态化干燥的均匀性以及热风干燥辅助去除水汽的功能，设计了一种实现干燥均匀性的微波-热风振动流化床干燥机，主要由振动流化床系统、热风系统、微波加热系统、测温系统和控制系统等组成。采用Ansoft HFSS软件对微波加热仓磁控管不同开口位置进行仿真分析，得到多馈口激励最佳方案。结果显示，物料高度距离箱底不变的情况下，4个微波馈入端口的位置相对于原始端口位置外移30mm，物料表面场强分布更加均匀。以新鲜毛豆仁为例，对该机的性能和加热均匀性进行试验验证，结果表明：设计方案和控制系统方案可靠，微波-热风振动流化床干燥下毛豆仁的干燥时间为54min，比单独微波流化床干燥的干燥时间缩短34.1%，比微波-热风组合干燥的干燥时间缩短12.9%且产品均匀性显著提高。

摘要:为了改善微波干燥果蔬的物料特性，通过搭建的微波-热风滚动床干燥（Microwave-hotairflow rolling drying, MARD）试验台，研究了胡萝卜片在MARD不同干燥阶段的热像变化，通过低场核磁共振分析与成像（Low-field nuclear magnetic resonance analysis and imaging, NMR/MRI）研究了胡萝卜片在MARD不同干燥阶段水分状态和水分分布，试验还测得在对应干燥阶段胡萝卜片介电常数ε′和介电损耗因子ε″的变化规律。通过分析物料的脱水过程和干燥品质发现，MARD过程干燥速度逐渐降低，物料温度分布均匀，随着干燥进行温度稳定在设定范围；NMR波谱下的水分信号量逐渐降低且主峰向左移，水分的活跃程度降低；MRI信号显示，MARD干燥过程中水分分布均匀；随着MARD进行，物料介电常数ε′和介电损耗因子ε″显著降低，边缘部位介电损耗比心部低，随着干燥的进行，这种差别逐渐减小，说明由介电特性差异导致的微波干燥不均的影响在MARD过程中减弱。

摘要:应用色敏传感器阵列(CSA)结合可见/近红外(Vis-NIR)光谱检测技术，对大米储藏时间进行鉴别。大米按不同储藏期(0、1、2、4、6个月)分为5组。色敏传感器由氟硼吡咯类色敏材料制成，与大米挥发性气体发生反应后，分别提取色敏材料的光谱数据。光谱数据经 SNV算法预处理后，用Si-PLS算法提取3类光谱数据的最佳光谱区间并合成一个数据集。分别用遗传算法(GA)、无信息变量消除法(UVE)和蚁群算法(ACO)提取光谱变量。并结合主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)进行模式识别。结果表明，用Si-PLS-UVE提取的光谱变量建立的LDA预测模型正确识别率最高。取主成分数为9时，训练集正确识别率为98%，校正集正确识别率为96%，为大米储藏时间的检测提供了一种可行的方法

摘要:利用核磁共振仪(NMR)、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外(FITR)、差示扫描量热仪(DSC)和旋转流变仪(DHR)测定不同加水量下面筋蛋白的水分分布、微观结构、蛋白二级结构、热力学特性和流变学特性。结果表明，随加水量增大，面筋蛋白中结合水相对含量显著下降5.15个百分点，自由水相对含量显著升高8.21个百分点，弱结合水相对含量先增大后降低；面筋蛋白网络孔洞更加密集，孔径更加细小，但当加水量大于160%后，网络强度减弱；面筋蛋白二级结构表明，当加水量小于等于130%，随加水量增大，二级结构中β转角及无规则卷曲相对含量显著下降，α-螺旋、β-折叠相对含量显著增大，当加水量大于130%，面筋蛋白二级结构变化趋势减缓，且无明显变化规律；面筋蛋白热变性峰值温度呈现先升高后降低的趋势，当加水量为150%时，取得最大值82.4℃，表明其热力学稳定性随水分增加而得到提升；面筋蛋白储能模量G′及损耗模量G″均呈下降趋势，加水量大于130%时下降趋势减缓，且加水量150%时其弹性高于140%加水量。由此表明，150%是面筋蛋白的较优加水量。

摘要:通过对现阶段评价轮胎滚阻特性的总结及对轮胎滚阻产生机理的分析，提出了一种基于简易轮胎试验模态测试的滚阻特性评价方法，利用半功率带宽法对轮胎试验模态幅频特性进行计算，得到不同轮胎的阻尼比，以此评价其滚阻特性。试验结果表明，轮胎试验模态幅频特性的半功率带宽与其滚动阻力有密切关系，且呈正相关，其半功率带宽越大，一阶共振能量越分散，轮胎滚动阻力系数就越大。该结果进一步表明，不同轮胎的模态阻尼比与其滚动阻力系数之间具有很好的一致性，轮胎的阻尼比越大，其滚动阻力系数越大。本方法能够定性评价轮胎滚阻特性，从而提高轮胎滚动阻力测试效率，降低测试成本。

摘要:针对单电机驱动型式的电动拖拉机难以满足农田作业多工况的问题，提出了一种基于行星齿轮耦合的双电机驱动系统。根据电动拖拉机动力传动系统的结构方案，按多种作业类型对双电机耦合驱动系统的驱动模式进行分析。采用试验数据模型和理论模型相结合的方法，建立电动拖拉机驱动系统关键部件效率模型和整机纵向动力学模型，在此基础上搭建了电动拖拉机控制仿真试验模型。针对不同驱动模式设计了驱动系统综合控制策略，通过仿真试验得到两电机的功率分配规则。在搭建的传动性能试验平台上对双电机耦合驱动系统进行恒定负载试验和牵引性能试验。试验结果表明，两种试验条件下，主、副电机的功率分配比变化范围为1.07~2.73，恒定负载试验中，功率分配比为1.88时系统效率最高，牵引性能试验时，功率分配比为1.86时系统效率最高。双电机驱动系统能够跟随负载变化按照功率分配规则实现两电机的功率分配，满足作业负载的同时降低了功率损耗。

摘要:引入功率密度的概念，提出功率密度与时频分析相融合的疲劳寿命预测方法，研究了应力幅值和载荷频率2个因素对大功率拖拉机关键零部件疲劳寿命的影响。以某型号88kW拖拉机为研究对象，在实际调研、用户反馈和有限元分析的基础上，确定变速箱壳体疲劳损伤危险点位置，搭建动态应力测试系统，采集拖拉机不同作业工况下的应力-时间历程。基于实测载荷，利用功率密度与时频分析相融合的疲劳寿命分析方法对拖拉机变速箱壳体的疲劳寿命进行预测，得到危险点的疲劳寿命为24001h，与基于Miner损伤理论和名义应力法分析得到的疲劳寿命（35676h）相比较，更接近实际工作寿命。本研究可为农机装备关键零部件的疲劳寿命预测提供更符合实际的分析方法

摘要:针对现有机构分析与综合理论方法存在综合结果不完整、无法适用于弯曲平移机构等问题，提出了空间曲线平移并联机构构型综合及分类方法。首先，借鉴高斯非欧几何的内蕴思想，将直线、曲线、平面以及曲面等均视作可描述末端构件平移特征的独立空间，进而建立了可描述弯曲平移运动特征的表达模型；其次，研究了支链末端构件弯曲平移运动的形成机理，并制定了相应的运动特征求并运算规则；然后，根据形态特征将空间曲线平移并联机构划分为9种基本类型；最后，以柱柱相贯线平移机构和柱锥相贯线平移机构为例，给出了空间曲线平移并联机构的构型综合方法。

摘要:鉴于Kinect相机进行肢体识别监控距离有限，提出使用网络大变焦摄像头、构建CNN-BP融合网络进行肢体动作识别，并以9组机器人吊装指令为例进行训练和识别。首先，基于OpenPose提取18个骨架节点坐标，生成RGB骨架图和骨架向量；然后，采用迁移学习方法对RGB骨架图使用InceptionV3网络提取图像深层抽象特征，并对训练数据集采用旋转、平移、缩放和仿射多种数据增强方式，以扩充训练数据，防止过拟合；再将提取的骨架向量使用BP神经网络提取点线面等浅层特征；最后对InceptionV3网络和BP神经网络输出进行融合，并使用Softmax求解器得到肢体识别结果。将肢体识别结果输入机器人辅助吊装控制系统，建立双重验证控制方法，完成机器人辅助吊装操作。实验结果表明，该方法保证了模型运行的精度和时效性，实时识别精度达0.99以上，大大提升了远距离人机交互能力。

摘要:针对气动肌肉驱动的四连杆肘关节输入气压与输出角度间的迟滞进行分析。建立肘关节迟滞的Prandtl-Ishlinskii（PI）模型，采用Levenberg-Marquardt方法辨识模型参数；选择改进Play算子合适的包络函数，设计一种可描述非对称迟滞现象的改进PI（Modified PI, MPI）模型，相较于传统PI模型（Classical PI, CPI），MPI模型对非对称迟滞曲线拟合度更高。基于MPI模型，设计前馈积分逆补偿器，并与PID组成积分逆补偿控制器(MPI-I-I-PID)；完成了MPI-I-I-PID、PID与基于CPI模型的积分逆补偿PID控制器（CPI-I-I-PID）的位置控制仿真。仿真结果表明，MPI-I-I-PID可以减小跟踪误差，提高跟踪精度。在不同负载下进行了控制实验，实验结果表明，随着负载增加，补偿效果减弱，为此在补偿器中加入分段PID，MPI-I-I-pPID可减小抖动幅度，降低肘关节跟踪误差，提高位置控制精度和稳定性，验证了迟滞补偿器的有效性

摘要:针对目前已有六维力传感器的不足，基于并联机构设计了一种分流式柔性铰六维力传感器。阐述了传感器的结构，通过等效法和微元法建立了其静力和刚度模型，对刚度模型进行了有限元仿真验证。基于遗传算法进行了结构优化设计，得到了传感器各向同性最优时的结构参数。最后对传感器进行标定实验。实验结果验证了静力模型的有效性，得到了传感器测量精度。传感器测量误差在1.05%以内，能够精确测量未知外载的六维分量。