为使桥梁病害检测更加高效、客观和智能,提出一种自动识别并定量计算混凝土病害尺寸的方法。该方法采用视觉几何组网络(Visual Geometry Group Network,VGG)作为U形网络(U-Net)的主干网络,对混凝土病害(剥落、裂缝和露筋)图像进行语义分...
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为使桥梁病害检测更加高效、客观和智能,提出一种自动识别并定量计算混凝土病害尺寸的方法。该方法采用视觉几何组网络(Visual Geometry Group Network,VGG)作为U形网络(U-Net)的主干网络,对混凝土病害(剥落、裂缝和露筋)图像进行语义分割,采用数学形态学算法对图像中的病害区域进行优化。通过MATLAB软件计算得到优化后的分割图像中病害区域像素点的数量,并利用参照物标定出图像中单个像素点的尺寸,计算得到混凝土病害的面积(或长度)。采用该方法对河南省许昌市17座现役钢筋混凝土桥梁病害图像进行语义分割实验。结果表明:U-Net能以较高的精度对复杂背景下混凝土桥梁多类病害进行像素级的分类,类别平均像素准确率为90.53%,平均交并比为80.54%。使用数学形态学对语义分割图像进行优化后,计算精度明显提高,优化后的误差绝对值为0.08%~0.21%。
【目的】调查437个小麦品种钾收获指数（potassium harvest index,KHI）的变化范围，分析KHI与产量、籽粒钾含量、籽粒、秸秆、颖壳钾吸收量和钾利用效率之间的关系，同时研究不同株高、育成年代、麦芒对KHI的影响，为钾高效小麦品种的选育提供科学依据。【方法】以不同特性的437个小麦品种为试验材料，在河南洛阳和陕西杨凌进行2年（2018—2020）的田间试验，采用增广随机区组试验设计，设置14个区组，每个区组设置31个试验品种，5个对照品种，每个小麦品种种植6行、行长3 m。成熟期取样，每个小区中部选取一行不缺苗的小麦进行收割，脱粒烘干后计算小麦籽粒产量。每个小区中随机选择5个采样点，每个采样点盲抽6个分蘖，贴地剪断，茎穗分别装入网袋，用于测定不同器官钾含量。采用H2SO4-H2O2消煮，火焰光度计法测定籽粒、秸秆和颖壳钾含量，并计算KHI、籽粒、秸秆、颖壳、地上部吸钾量、籽粒钾利用效率（grain K utilization efficiency,GKUE）和地上部钾利用效率（shoot K utilization efficiency,SKUE）等指标。【结果】4个环境中（19洛阳、20洛阳、19杨凌和20杨凌），不同小麦品种间KHI均存在显著差异（P<0.01）,437个小麦品种的KHI变化范围为0.04—0.40，杨凌平均KHI高于洛阳。扬麦18、烟农5158、川麦104、华麦5号、郑麦1860、Dromedaris和太空6号等7个小麦品种具有较高的KHI和产量。KHI与小麦产量在3个环境中呈显著正相关关系（P<0.05）。KHI与小麦籽粒钾含量和小麦籽粒吸钾量在3个环境呈显著正相关关系（P<0.05）。KHI与秸秆、颖壳及地上部吸钾量存在显著负相关关系（P<0.05）。小麦产量、籽粒钾含量、籽粒钾吸收量随着KHI的提高而升高，秸秆、颖壳和地上部吸钾量随着KHI的提高而降低。KHI与GKUE和SKUE呈显著正相关关系（P<0.001）。20世纪70年代以前和70—90年代育成的小麦品种的KHI显著低于90年代以后培育的品种（P<0.05）,1990—2010年与2010年以后育成的小麦品种的KHI无显著差异（P>0.05）。随着株高下降，KHI升高。有无麦芒对KHI没有显著影响。【结论】不同小麦品种的KHI存在明显的基因型差异；KHI可以作为小麦钾利用效率的评价指标。创新育种方式，提高钾从营养器官到籽粒的转移效率才能进一步提高小麦KHI。育种过程中将小麦株高保持在合适的范围内有利于提高小麦的KHI。
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