检索结果-内蒙古大学图书馆

中国农业资源与区划 2023年第4期44卷 35-44页

作者：张小允鲍洁许世卫中国农业科学院农业信息研究所农业农村部农业信息服务技术重点实验室

[目的]粮食安全事关经济健康发展、社会和谐稳定，是防范和化解系统性风险，维护国家安全的重要保障。对粮食安全发展水平进行评价研究是准确把握我国粮食安全发展现状、合理制定国家粮食安全相关政策措施的手段。[方法]随着我国进入新... 详细信息

[目的]粮食安全事关经济健康发展、社会和谐稳定，是防范和化解系统性风险，维护国家安全的重要保障。对粮食安全发展水平进行评价研究是准确把握我国粮食安全发展现状、合理制定国家粮食安全相关政策措施的手段。[方法]随着我国进入新发展阶段，国家粮食安全被赋予新的时代内涵和新的发展目标。文章以我国粮食安全在新发展阶段所呈现出来的内涵和目标为导向，从供给能力、供给结构、绿色发展、经济效益以及基础支撑五个方面出发，构建了包括25个具体评价指标的粮食安全评价体系，并建立熵权TOPSIS模型对我国粮食安全发展水平的演变和现状进行评价研究。[结果]进入21世纪，我国粮食安全水平呈现出先下降后上升的发展态势，且对绿色发展、经济效益和基础支撑的重视程度逐年提升；提升我国粮食安全水平受到资源状况、科技水平、供给结构等因素的制约。[结论]保障和提升我国粮食安全水平，需要重点从耕地资源保护和利用、粮食科技支撑、国内外市场与资源整合等方面发力。

关键词：粮食安全评价指标体系熵权TOPSIS模型政策启示

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基于GWO-MPC的联合收获机喂入量控制方法与仿真实验

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农业机械学报 2023年第11期54卷 83-91页

作者：孙意凡刘仁杰李世超张漫李寒中国农业大学智慧农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083

收获机作为农业生产的重要生产工具,其喂入量控制一直是自动控制领域研究的热点问题。本文通过分析收获机工作方式,建立收获时收获机喂入量变化模型。设计开发收获机作业参数监测系统,以小麦作为实验对象,在我国华北地区开展田间实验,... 详细信息

收获机作为农业生产的重要生产工具,其喂入量控制一直是自动控制领域研究的热点问题。本文通过分析收获机工作方式,建立收获时收获机喂入量变化模型。设计开发收获机作业参数监测系统,以小麦作为实验对象,在我国华北地区开展田间实验,验证系统喂入量监测精度并同步采集产量、含水率和作业速度等参数,系统喂入量监测平均相对误差为8.55%。以收获机在割台高度不变条件下保持额定喂入量为控制目标状态,收获机作业速度作为控制量,采用模型预测的方法对收获机喂入量进行仿真控制。采用灰狼优化算法优化二次规划的权值矩阵,仿真结果表明,权值矩阵优化后,喂入量控制平均绝对误差小于0.1 kg/s,平均降低38.1%。喂入量控制误差与收获区域的产量成反比,与含水率成正比。在相邻时域内产量、含水率变化较小的收获区域效果更好。

关键词：联合收获机喂入量模型预测控制作业速度灰狼优化算法

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基于MSER仿射变换配准的农用柔性pH芯片性能优化

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农业机械学报 2023年第5期54卷 288-294,386页

作者：张淼王丽茹李浩榛路逍刘刚中国农业大学智慧农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083

针对柔性pH芯片复合结构多层打印制备过程的配准偏差严重,限制其农用pH值在线监测精度及稳定性问题,比较分析了MSER仿射变换模型对“叠层复合结构”柔性pH芯片性能的影响,分析了配准后柔性pH芯片在基质培番茄根系pH值在线监测应用中的... 详细信息

针对柔性pH芯片复合结构多层打印制备过程的配准偏差严重,限制其农用pH值在线监测精度及稳定性问题,比较分析了MSER仿射变换模型对“叠层复合结构”柔性pH芯片性能的影响,分析了配准后柔性pH芯片在基质培番茄根系pH值在线监测应用中的可行性。试验结果表明:MSER仿射变换模型配准后,农用柔性芯片加工最小线宽和线间距分别为90、500μm,芯片加工平均相对误差可控制在25%以内;配准后,农用柔性pH传感器灵敏度达到了每单位pH值-61.9 mV,响应范围为2.0~10.0,与商用玻璃pH电极的测量绝对误差小于0.15,相对误差小于4.1%;基质培番茄根系pH值监测试验中,自制柔性芯片与商用pH电极的测量结果具有较好一致性,同步测定结果的绝对误差小于0.09,相对误差小于1.5%,RMSE仅为0.05。MSER仿射变换配准方法可有效提高“叠层复合结构”农用打印柔性传感芯片的制备精度及传感检测准确性。

关键词： pH值在线监测柔性pH芯片最大稳定极值区域仿射变换 3D打印多层配准

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柔性电导率芯片设计与营养液监测试验研究

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农业机械学报 2023年第4期54卷 386-393页

作者：张淼王丽茹李浩榛路逍汪瑾刘刚中国农业大学智慧农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083

设计并制备了一种基于喷墨打印的纳米银/单壁碳纳米管柔性电导率传感芯片。通过交流阻抗法对传感芯片进行建模标定,系统测试了该传感芯片的响应时间、稳定性、重复性、弯折及封装影响等性能,并与商用EC电极进行了性能对比,验证了该柔性... 详细信息

设计并制备了一种基于喷墨打印的纳米银/单壁碳纳米管柔性电导率传感芯片。通过交流阻抗法对传感芯片进行建模标定,系统测试了该传感芯片的响应时间、稳定性、重复性、弯折及封装影响等性能,并与商用EC电极进行了性能对比,验证了该柔性芯片在无土栽培生菜营养液EC在线监测中的可行性。试验结果表明,叉指柔性EC芯片的电导率测定范围为25.8~3098μS/cm,标准电导率溶液的测定相对误差小于8.02%,芯片响应时间为10 s,12 h测定数据漂移小于3.91μS/(cm·h),稳定性和重复性与商用EC电极相当,0°~90°范围内弯折、PDMS封装对其性能无影响。水培生菜EC监测中,柔性EC传感芯片可准确获取营养液EC波动,检测结果与商用EC电极的最大绝对误差小于46μS/cm,最大相对误差小于3.2%,两种传感器测量结果均方根误差为28.29μS/cm。自制柔性电导率传感芯片与商用EC电极的性能相近,具有微小且可弯折等独特农业应用优势。

关键词：无土栽培电导率检测柔性芯片单壁碳纳米管

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奶牛乳房炎自动检测技术研究进展

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农业工程学报 2023年第11期39卷 1-12页

作者：初梦苑刘晓文曾雪婷王彦超刘刚中国农业大学智慧农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083

奶牛乳房炎是影响奶牛健康的主要疾病之一,发病率高、发病范围广、经济损失严重。目前奶牛乳房炎的检测大多是采集奶牛乳汁进行理化性质检测,该方法对检测环境有着较高要求,且检测周期长。随着信息技术的迅速发展,奶牛乳房炎的自动检测... 详细信息

奶牛乳房炎是影响奶牛健康的主要疾病之一,发病率高、发病范围广、经济损失严重。目前奶牛乳房炎的检测大多是采集奶牛乳汁进行理化性质检测,该方法对检测环境有着较高要求,且检测周期长。随着信息技术的迅速发展,奶牛乳房炎的自动检测技术取得了较好的研究成果。该研究根据数据的传感器类型,从视觉传感器、自动挤奶系统与其他传感器3个方面阐述了奶牛乳房炎自动检测的研究进展。基于视觉传感器的奶牛乳房炎自动检测方法包括基于乳房热红外图像和基于乳汁图像的检测方法,该方法较大程度上保障了动物福利,但检测精度有待提升;基于自动挤奶系统(automatic milking systems,AMS)的奶牛乳房炎自动检测方法利用AMS获取乳汁信息,然后构建乳房炎检测模型,该方法检测误差较小,但成本较高;基于其他传感器的奶牛乳房炎检测方法采用独立研发的传感器获取乳汁数据,预测乳房炎发病情况,该方法操作简便,但使用不同传感器构建的检测模型精度差异较大。该文还探讨了目前奶牛乳房炎自动检测领域存在的精度低、实时性差、自动化不足等问题,并展望了该领域未来的发展趋势,以期为开展奶牛乳房炎自动检测技术与方法研究提供参考。

关键词：传感器机器视觉智慧养殖奶牛乳房炎

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种植密度对宽幅播种小麦开花后旗叶光合特性和干物质积累与转运的影响

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麦类作物学报 2024年第12期44卷 1573-1579页

作者：孔令英张振赵俊晔石玉于振文中国农业科学院农业信息研究所农业部农业信息服务技术重点实验室北京100081 山东农业大学农学院/小麦育种全国重点实验室/农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018

为明确种植密度对宽幅播种小麦开花后旗叶光合特性和干物质积累与转运的影响,以济麦22为材料,设置4种种植密度,分别为9.0×10^(5)株·hm^(-2)(M1)、1.8×10^(6)株·hm^(-2)(M2)、2.7×10^(6)株·hm^(-2)(M3)、3... 详细信息

为明确种植密度对宽幅播种小麦开花后旗叶光合特性和干物质积累与转运的影响,以济麦22为材料,设置4种种植密度,分别为9.0×10^(5)株·hm^(-2)(M1)、1.8×10^(6)株·hm^(-2)(M2)、2.7×10^(6)株·hm^(-2)(M3)、3.6×10^(6)株·hm^(-2)(M4),分析不同种植密度下小麦开花后旗叶光合特性和干物质积累与转运的差异。结果表明,与M1、M4处理相比,M2处理下小麦灌浆中后期旗叶叶绿素相对含量显著提高,开花后0~28 d平均最大光化学效率分别提高3.55%和4.65%,实际光化学效率分别提高10.57%和14.85%,光化学猝灭系数分别提高3.81%、8.00%,花后0~28 d旗叶平均蔗糖含量分别提高11.78%和15.74%,磷酸蔗糖含量分别提高23.95%和43.29%。M2处理的开花期和成熟期小麦干物质积累量、籽粒产量、花后光合物质积累量及其对产量的贡献率均显著高于其他处理。由此可见,适宜的种植密度能够改善宽幅播种小麦花后旗叶光合特性,促进花后光合物质生产和积累,进而获得高产。本试验条件下宽幅播种小麦以种植密度为1.8×10^(6)株·hm^(-2)最优。

关键词：冬小麦宽幅播种种植密度光合特性干物质积累与转运

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特色农产品设施环境下品质智能管控技术研究现状与展望

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智慧农业(中英文) 2024年第6期6卷 44-62页

作者：郭威吴华瑞郭旺顾静秋朱华吉国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 农业农村部数字乡村技术重点实验室北京100097 农业农村部农业信息技术重点实验室北京100097

[目的/意义]针对中国中西部特色农产品在设施环境生产过程对品质影响要素监测手段缺乏、智能化管控能力薄弱、品质控制要素耦合关系不明、系统化应用程度低的问题,对现有的设施智能监测、智能管控、平台构建技术进行探索,通过物联网、... 详细信息

[目的/意义]针对中国中西部特色农产品在设施环境生产过程对品质影响要素监测手段缺乏、智能化管控能力薄弱、品质控制要素耦合关系不明、系统化应用程度低的问题,对现有的设施智能监测、智能管控、平台构建技术进行探索,通过物联网、云平台,以及新一代人工智能技术的应用,为特色农产品全生育期的智能化品质管控体系构建和应用提供依据。[进展]以特色羊肚菌和番茄的外观、口感、产量三类品质为管控目标,在品质调控数据采集方面介绍了视频监控、环境监测、生理表型数据采集设备,以及轨道式、轮式巡检机器人,提供稳定可靠的图像、视频、监测数据采集手段;在生长过程调控方面,分别从环境监测调控和肥水灌溉投入品调控阐释了当前的做法,提出了能够针对品质进行多要素耦合全生育期的管控方法;介绍了品质智能管控系统,以及多个生产环节的应用,采用云边端一体化架构为获取的多模态数据以及多要素耦合模型面向多种生产场景提供精准适配的应用和服务。[结论/展望]对比特色羊肚菌和番茄的智能化管控现状,番茄整体技术体系更为成熟,羊肚菌产业可以结合自身的生产过程根据技术的需要进行技术迁移,对严苛光照、稳定的高湿低温等个性化要求进行模型定制,面向中西部大部分特色农产品品控宜采用通用型的多要素耦合模型根据场景特性进行参数、模型局部迁移和微调的方式适配。未来的发展趋势呈现设备设施轻简化、智能技术场景化、服务模式多样化、品质管控在线化、数智生产规模化、数据要素价值化,有效利用智能装备和数据要素的优势是将来激发新质生产力的必然趋势。

关键词：特色农产品多要素耦合智能管控模型多模态知识图谱农业大模型新质生产力

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融合改进头脑风暴与Powell算法的马铃薯多模态图像配准

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农业工程学报 2024年第19期40卷 146-158页

作者：李易达王雨欣李晨曦赵冀马恢张漫李寒中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083 张家口市农业科学院张家口075000

基于热成像仪获取作物冠层温度可以实现作物水分胁迫状态的非接触式、无损检测,并且具有高通量检测的潜力。然而热红外图像存在作物边缘分布不清晰、噪声强、缺乏形状、纹理信息等问题,无法实现作物冠层温度自动化提取,利用可见光与热... 详细信息

基于热成像仪获取作物冠层温度可以实现作物水分胁迫状态的非接触式、无损检测,并且具有高通量检测的潜力。然而热红外图像存在作物边缘分布不清晰、噪声强、缺乏形状、纹理信息等问题,无法实现作物冠层温度自动化提取,利用可见光与热红外图像间的信息互补性,通过图像自动配准技术可以弥补热红外图像缺点,为自动化检测提供基础。为解决可见光图像与热红外图像之间辐射、形状和纹理差异,导致不同模态图像配准难度较大问题,该研究提出了一种融合改进头脑风暴(brain storm optimization algorithm,BSO)与Powell算法的可见光与热红外图像配准方法。研究通过对原始BSO优化算法进行改进使得整体算法更好寻找到最优仿射变换矩阵进而完成图像配准任务,具体改进包含以下5个方面:使用混沌映射函数初始化BSO群体分布、修改新个体变异范围、手肘法动态调整BSO中K-means聚类数、在个体变异方式策略中加入混沌本地搜索方法、在算法执行过程中根据BSO算法前期后期不同特性动态调整概率参数。研究选用互信息值(mutual information,MI)、归一化互信息值(normalized mutual information,NMI)、均方根误差(root mean square error,RMSE)和平均结构相似性指数(mean structure similarity index measure,MSSIM)作为评价指标。该研究算法相对比Powell优化算法、遗传算法(genetic algorithm,GA)和BSO_Powell算法在温室数据中MI指标分别提升0.054 2、0.076 9、0.040 5,NMI指标分别提升0.015 9、0.023 1、0.052 7,RMSE指标分别降低15.02、13.03、27.08,MSSIM指标分别提升0.052 3、0.048 8、0.122 4;大田数据中MI指标分别提升0.064 2、0.066 7、0.035 5,NMI指标分别提升0.007 7、0.012 5、0.012 4,RMSE指标分别降低14.06、10.57、15.40,MSSIM指标分别提升0.047 1、0.038 1、0.042 9。结果表明,所提出算法具有很强的鲁棒性,能够准确完成复杂环境下马铃薯多模态图像配准任务。

关键词：图像配准头脑风暴算法 Powell算法互信息马铃薯

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AI4S背景下的知识服务变革:模式演化与应对策略

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情报理论与实践 2025年第4期48卷 44-53页

作者：赵瑞雪杨潇李娇鲜国建寇远涛中国农业科学院农业信息研究所北京100081 国家新闻出版署农业融合出版知识挖掘与知识服务重点实验室北京100081 农业农村部农业大数据重点实验室北京100081

[目的/意义]随着信息环境、技术环境以及科研范式的不断演变,知识服务在业态格局、形态方法等方面也经历着深刻变革,探索AI4S背景下的知识服务模式演化对于指导新时期知识服务的发展策略与方向具有重要价值。[方法/过程]文章从AI4S政策... 详细信息

[目的/意义]随着信息环境、技术环境以及科研范式的不断演变,知识服务在业态格局、形态方法等方面也经历着深刻变革,探索AI4S背景下的知识服务模式演化对于指导新时期知识服务的发展策略与方向具有重要价值。[方法/过程]文章从AI4S政策战略、学界业界发展态势等角度深入梳理,厘清AI4S对知识服务业态变革的重要影响、支撑AI4S的知识服务新挑战新任务,并以国家农业图书馆实践探索为例,从知识资源底座建设、智能计算能力塑造、服务产品体系研发三个维度提出应对策略。[结果/结论]AI4S范式下知识服务面临智能化、个性化、精准化的新需求,筑牢知识资源新底座、提升知识挖掘新能力、塑造AI应用新技能及构建协同科研新平台是应对技术变革、业务重塑的重要方向。

关键词： AI4S 知识服务科研范式模式演化发展策略国家农业图书馆

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基于拉曼光谱的水溶性磷定量分析

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光谱学与光谱分析 2023年第12期43卷 3871-3876页

作者：李奇辰李民赞杨玮孙红张瑶中国农业大学烟台研究院山东烟台264003 中国农业大学智慧农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083

土壤磷素是植物最重要养分之一。磷素在土壤中动态性强,检测困难,在可见-近红外光谱范围没有明显吸收波段,因此研究基于其他光谱手段的磷素快速检测方法对于发展精细农业和智慧农业具有重要意义。拉曼光谱具有受水分干扰小,样本预处理... 详细信息

土壤磷素是植物最重要养分之一。磷素在土壤中动态性强,检测困难,在可见-近红外光谱范围没有明显吸收波段,因此研究基于其他光谱手段的磷素快速检测方法对于发展精细农业和智慧农业具有重要意义。拉曼光谱具有受水分干扰小,样本预处理小、与红外光谱信息互补等特点,国内外很多学者尝试了应用拉曼光谱对土壤磷素的检测。但是,拉曼信号弱,稳定性差,制约了拉曼光谱在土壤检测方面的应用。为进一步弄清拉曼光谱与磷素的定量关系,采用水溶性磷(KH2PO4)为研究对象,研究了不同磷浓度的KH2PO4溶液对拉曼光谱产生的影响。采用移动平均(MA)、 MA+基线校正(BL)、 MA+标准正态变量(SNV)、 MA+多元散射校正(MSC)对原始光谱(RS)进行预处理,分析了低浓度(0.02~5 g·L^(-1))与高浓度(5.21~93.87 g·L^(-1))区间KH2PO4拉曼光谱的变异特性及其与磷浓度之间的关系,建立了磷浓度含量的预测模型。结果表明:(1)低浓度区间与高浓度区间光谱的变异系数具有显著差异,高浓度区间光谱的离散程度较大;(2)低浓度区间的拉曼光谱未检测到明显的拉曼波峰,浓度变化展现了明显的基线变化。偏最小二乘(PLSR)模型决定系数R2=0.28~0.36;(3)高浓度区间的拉曼光谱在863与1 070 cm^(-1)处检测到明显的拉曼波峰,PLSR建模结果为R2=0.65~0.7。MA+SNV、 MA+MSC处理比MA单独处理模型预测精度高,说明磷酸根的拉曼特征峰为模型主要贡献因子;(4)使用全浓度区间PLSR建模可增加PLSR模型精度(R2=0.73~0.89)。使用RS建模的精度最高,说明基线漂移对PLSR结果具有积极作用;(5)通过PLSR回归系数,选取645、863、1 070和1 412 cm^(-1)四点波段建立多元线性回归(MLR)模型,决定系数R2接近1。说明特征峰选取可以滤除背景光干扰,抽取有效磷酸根浓度信号。(6)由以上结果可知,利用拉曼光谱定量检测水溶性磷的含量是可行的,降低背景光干扰、提高拉曼信号的稳定性的同时,开发特征波段选择方法、提高模型可重复性及抗干扰能力是高分辨率拉曼光谱检测技术的关键。

关键词：拉曼光谱土壤磷素光谱分析变异系数回归系数

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