检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2022年第5期53卷 201-208页

作者：何斌张亦博龚健林付国赵昱权吴若丁西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

为实现日光温室夜间环境下采摘机器人正常工作以及番茄快速识别,提出一种基于改进YOLO v5的夜间番茄果实的识别方法。采集夜间环境下番茄图像2000幅作为训练样本,通过建立一种基于交并比的CIOU目标位置损失函数,对原损失函数进行改进,... 详细信息

为实现日光温室夜间环境下采摘机器人正常工作以及番茄快速识别,提出一种基于改进YOLO v5的夜间番茄果实的识别方法。采集夜间环境下番茄图像2000幅作为训练样本,通过建立一种基于交并比的CIOU目标位置损失函数,对原损失函数进行改进,根据计算函数anchor生成自适应锚定框,确定最佳锚定框尺寸,构建改进型YOLO v5网络模型。试验结果表明,改进YOLO v5网络模型对夜间环境下番茄绿色果实识别精度、红色果实识别精度、综合平均识别精度分别为96.2%、97.6%和96.8%,对比CNN卷积网络模型及YOLO v5模型,提高了被遮挡特征物与暗光下特征物的识别精度,改善了模型鲁棒性。将改进YOLO v5网络模型通过编译将训练结果写入安卓系统制作快速检测应用软件,验证了模型对夜间环境下番茄果实识别的可靠性与准确性,可为番茄实时检测系统的相关研究提供参考。

关键词：番茄果实温室识别改进YOLO v5 夜间

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不同植被覆盖度下无人机多光谱遥感土壤含盐量反演

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农业机械学报 2022年第8期53卷 220-230页

作者：张智韬台翔杨宁张珺锐黄小鱼陈钦达西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100 西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

准确快速获取植被覆盖条件下农田土壤盐分信息,为土壤盐渍化治理提供依据。利用无人机遥感平台,获取2019年7、8、9月内蒙古河套灌区沙壕渠灌域试验地的多光谱遥感图像以及取样点0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm深度处土壤含盐量... 详细信息

准确快速获取植被覆盖条件下农田土壤盐分信息,为土壤盐渍化治理提供依据。利用无人机遥感平台,获取2019年7、8、9月内蒙古河套灌区沙壕渠灌域试验地的多光谱遥感图像以及取样点0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm深度处土壤含盐量,通过多光谱遥感图像计算得到光谱指数,选择归一化植被指数(NDVI-2)代入像元二分模型计算植被覆盖度,并划分为T1(裸土)、T2(低植被覆盖度)、T3(中植被覆盖度)、T4(高植被覆盖度)4个覆盖度等级;同时,对光谱指数进行全子集变量筛选,并利用偏最小二乘回归算法和极限学习机算法,构建不同覆盖度下各深度土壤含盐量反演模型。研究结果表明,裸土和高植被覆盖度下的反演模型精度高于低植被覆盖度和中植被覆盖度下的反演模型精度;对比PLSR和ELM 2种SSC反演模型精度,ELM模型的反演精度比PLSR模型高;覆盖度T1、T2、T3和T4的最佳反演深度分别为0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、20~40 cm。研究结果为无人机多光谱遥感监测农田土壤盐渍化提供了思路。

关键词：土壤含盐量无人机多光谱反演植被覆盖度像元二分模型全子集筛选

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基于无人机-卫星遥感升尺度的土壤盐渍化监测方法

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农业机械学报 2019年第12期50卷 161-169页

作者：陈俊英王新涛张智韬韩佳姚志华魏广飞西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100 西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

为提高卫星遥感对裸土期土壤盐渍化的监测精度,以河套灌区沙壕渠灌域为研究区域,利用无人机多光谱遥感和GF-1卫星遥感分别获取图像数据,并同步采集土壤表层含盐量;将实测含盐量与无人机和GF-1卫星两种数据的光谱因子进行相关性分析,引... 详细信息

为提高卫星遥感对裸土期土壤盐渍化的监测精度,以河套灌区沙壕渠灌域为研究区域,利用无人机多光谱遥感和GF-1卫星遥感分别获取图像数据,并同步采集土壤表层含盐量;将实测含盐量与无人机和GF-1卫星两种数据的光谱因子进行相关性分析,引入多元线性回归模型(Multivariable linear regression,MLR)、逐步回归模型(Stepwise regression,SR)和岭回归模型(Ridge regression,RR),分别构建盐渍化监测模型;采用改进的TsHARP尺度转换方法,将无人机数据建立的趋势面应用到GF-1卫星尺度上,经过转换残差校正,对升尺度结果进行定性和定量分析。结果表明:在两种遥感数据的光谱波段和盐分指数中,蓝波段B1、近红外波段B5、盐分指数SI、盐分指数S5和改进的光谱指数NDVI-S1与表层土壤盐分的相关性较好,相关系数均在0.3以上;在3种回归模型中,利用无人机多光谱影像数据和GF-1多光谱影像数据反演表层土壤含盐量的最优模型分别是SRU模型和MLRS模型;升尺度后土壤含盐量的反演精度高于直接采用卫星遥感数据反演的精度。本研究可为裸土期土壤盐渍化的大范围快速精准监测提供参考。

关键词：土壤盐渍化裸土期多光谱遥感 NDVI S1 尺度转换

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土壤添加物对土-水曲线和土体收缩的影响

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水科学进展 2016年第1期27卷 40-48页

作者：邢旭光柳烨马孝义西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

为探索不同添加物(小麦秸秆、麦壳和植物油渣)对土壤持水性能和土壤收缩特性的影响,定量掺混3种粉末,采用离心机法测定土-水曲线,并对土壤持水能力和土壤收缩特征进行评价。结果发现:各处理土-水曲线形态无差异,van Genuchten模型可用... 详细信息

为探索不同添加物(小麦秸秆、麦壳和植物油渣)对土壤持水性能和土壤收缩特性的影响,定量掺混3种粉末,采用离心机法测定土-水曲线,并对土壤持水能力和土壤收缩特征进行评价。结果发现:各处理土-水曲线形态无差异,van Genuchten模型可用于此条件土-水曲线拟合;3种添加物均可提高土壤容重和土壤含水率并利于保水,且土壤持水能力表现为油渣>麦秆>麦壳>纯土;随着土壤脱水,土体以轴向收缩为主,三直线模型可用于土壤收缩曲线拟合,土体线缩率与吸力和含水率分别满足对数和Logistic函数关系;土体几何收缩量表现为麦壳<油渣<麦秆<纯土,土壤开裂程度表现为油渣<麦秆<麦壳<纯土。

关键词：水分特征曲线土壤收缩土壤裂缝土壤添加物

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卷盘式喷灌机牵引装置油光互补供电系统配置优化

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农业机械学报 2019年第8期50卷 131-139页

作者：李丹朱德兰林明月武亚梅赵航王蓉西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

针对卷盘式喷灌机灌溉准备工作中拖拉机牵引喷头车及供水管时存在的压实土壤、破坏作物、能耗浪费及灵活性差等问题,基于光伏板、蓄电池、汽油发电机互补供电技术,提出了一种电动牵引装置。根据牵引装置动力需求,以供电系统年费用为目... 详细信息

针对卷盘式喷灌机灌溉准备工作中拖拉机牵引喷头车及供水管时存在的压实土壤、破坏作物、能耗浪费及灵活性差等问题,基于光伏板、蓄电池、汽油发电机互补供电技术,提出了一种电动牵引装置。根据牵引装置动力需求,以供电系统年费用为目标函数,以负载亏电率、蓄电池荷电状态为约束条件,以光伏板、蓄电池数目和汽油发电机额定功率为决策变量建立优化模型,利用基于罚函数的粒子群算法(Particle swarm optimization algorithm,PSO)求解,并在陕西省杨凌地区气候条件下进行了优化模型应用,得到年费用最低的供电系统配置:光伏板数目为2块、蓄电池数目为4块、汽油发电机额定功率为3 kW,此配置下年费用为2 740.69元。通过不同配置方案的对比,对模型优化结果进行了验证。最后,以最优方案配置供电系统进行了为期3 d的田间运行试验,结果表明:不同时段、不同天气类型下系统发电量始终大于耗电量,系统累计发电量为5.01 kW·h,负载累计耗电量为4.71 kW·h,所选试验条件下优化配置满足牵引装置运行要求。

关键词：卷盘式喷灌机牵引装置油光互补优化配置田间试验

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基于无人机多光谱遥感的土壤含盐量反演模型研究

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农业机械学报 2019年第12期50卷 151-160页

作者：张智韬魏广飞姚志华谭丞轩王新涛韩佳西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

为探究无人机多光谱遥感技术快速监测植被覆盖下的土壤含盐量问题,以内蒙古河套灌区沙壕渠灌域内4块不同盐分梯度的耕地为研究区域,利用无人机搭载多光谱传感器获取2018年8月遥感影像数据,并对0~40 cm的土壤进行盐分测定。分别引入敏感... 详细信息

为探究无人机多光谱遥感技术快速监测植被覆盖下的土壤含盐量问题,以内蒙古河套灌区沙壕渠灌域内4块不同盐分梯度的耕地为研究区域,利用无人机搭载多光谱传感器获取2018年8月遥感影像数据,并对0~40 cm的土壤进行盐分测定。分别引入敏感波段组、光谱指数组、全变量组作为模型输入变量,采用支持向量机(Support vector machine,SVM)、BP神经网络(Back propagation neural network,BPNN)、随机森林(Random forest,RF)、多元线性回归(Multiple linear regression,MLR)4种回归方法,建立基于3组输入变量下的土壤盐分反演模型,并进行精度评价,比较不同输入变量、不同回归方法对模型精度的影响,评价并优选出最佳盐分反演模型。结果表明,通过分析3个变量组的R 2和RMSE,光谱指数组在4种回归方法中均取得了最佳的反演效果,敏感波段组和全变量组在不同的回归方法中反演效果不同。4种回归方法中,3种机器学习算法反演精度明显高于MLR模型,且MLR模型中的敏感波段组和全变量组均出现了“过拟合”现象,RF算法在3种机器学习算法中表现最优,SVM算法和BPNN算法在基于不同变量组的模型中表现也不相同。基于光谱指数组的RF的盐分反演模型在12个模型中取得了最佳的反演效果,R^2 c和R^2 v分别达到了0.72和0.67,RMSEv仅为0.112%。

关键词：土壤含盐量无人机多光谱遥感变量组机器学习多元线性回归

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灌水施氮方式对玉米生育期土壤NO_3^--N时空分布的影响

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农业机械学报 2017年第2期48卷 279-287页

作者：漆栋良胡田田西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

在干旱区大田条件下,以制种玉米"金西北22号"为供试材料,采用交替灌水、固定灌水、均匀灌水和交替施氮、固定施氮、均匀施氮二因素三水平的完全组合方案,在拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期和成熟期对0~100 cm土层分层监... 详细信息

在干旱区大田条件下,以制种玉米"金西北22号"为供试材料,采用交替灌水、固定灌水、均匀灌水和交替施氮、固定施氮、均匀施氮二因素三水平的完全组合方案,在拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期和成熟期对0~100 cm土层分层监测植株正下方、植株正南侧和植株正北侧的土壤NO_3^--N含量。结果表明:监测时期内,植株南、北两侧较植株下和0~40 cm土层较40~100 cm土层的土壤NO_3^--N含量时空分布受灌水施氮方式影响更大。固定灌水固定施氮下,水氮同区时土壤NO_3^--N在施氮侧下移,而水氮异区时土壤NO_3^--N在施氮侧累积。灌浆期,40~80 cm土层的植株下,与均匀灌水相比,交替灌水下不同施氮方式的土壤NO_3^--N含量减少9.9%~14.4%。交替灌水均匀施氮或交替灌水交替施氮使得土壤NO_3^--N在较长时间内维持在0~40 cm土层周围,成熟期二者0~100 cm土层的土壤NO_3^--N残留量相近,但较其他处理减少11.7%~27.3%。综上,交替灌水均匀施氮或交替灌水交替施氮使玉米生育期土壤NO_3^--N含量时空分布比较合理,成熟期土壤NO_3^--N残留量较低。

关键词：玉米灌水方式施氮方式土壤NO-3-N 时空分布

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基于纹理-颜色特征与植被指数融合的冬小麦LAI估测

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农业机械学报 2023年第7期54卷 347-359页

作者：范军亮王涵廖振棋戴裕珑余江冯涵龙西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100 西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

准确、快速、无损估测叶面积指数(LAI)对于冬小麦生产管理具有重要意义。利用无人机搭载Prime ALTUM多光谱相机获取冬小麦拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期多光谱图像,利用LAI-2200C型植物冠层分析仪获取地面LAI数据。通过Pearson相关性... 详细信息

准确、快速、无损估测叶面积指数(LAI)对于冬小麦生产管理具有重要意义。利用无人机搭载Prime ALTUM多光谱相机获取冬小麦拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期多光谱图像,利用LAI-2200C型植物冠层分析仪获取地面LAI数据。通过Pearson相关性分析筛选出25个植被指数,并提取植被指数影像中8种纹理特征:对比度(CON)、熵(ENT)、方差(VAR)、均值(MEA)、协同性(HOM)、相异性(DIS)、二阶矩(SEM)和相关性(COR),以及3种颜色特征:一阶矩(M)、二阶矩(V)和三阶矩(S),再分别利用多元逐步回归模型(MSR)、支持向量回归模型(SVR)和高斯过程回归模型(GPR)构建冬小麦LAI估测模型。结果表明:相对于考虑单一类型变量,考虑结合纹理特征和颜色特征进行估测时模型精度更高;3类模型中,GPR模型估测冬小麦LAI的精度最高;所有模型中,基于纹理-颜色特征与植被指数融合的GPR模型估测冬小麦LAI精度最高(决定系数R2为0.94,均方根误差(RMSE)为0.17 m^(2)/m^(2),平均绝对误差(MAE)为0.13 m^(2)/m^(2),归一化均方根误差(NRMSE)为4.06%)。纹理特征和颜色特征能有效改善植被指数在高密度冠层下的饱和问题,能够从有限的信息中衍生得到更多信息用于更高精度地估测冬小麦LAI,从而为冬小麦长势监测和生产管理提供理论依据。

关键词：冬小麦叶面积指数纹理特征颜色特征植被指数多光谱图像

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剔除土壤背景的冬小麦根域土壤含水率遥感反演方法

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农业机械学报 2021年第4期52卷 197-207页

作者：张智韬周永财杨帅谭丞轩劳聪聪许崇豪西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100 西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

为剔除无人机多光谱图像中的土壤背景、提高作物根域土壤含水率反演精度,以不同水分处理的拔节期冬小麦为研究对象,利用无人机多光谱相机分别在09:00、11:00、13:00、15:00和17:00等5个时刻获取高分辨率多光谱图像,采用改进的植被指数... 详细信息

为剔除无人机多光谱图像中的土壤背景、提高作物根域土壤含水率反演精度,以不同水分处理的拔节期冬小麦为研究对象,利用无人机多光谱相机分别在09:00、11:00、13:00、15:00和17:00等5个时刻获取高分辨率多光谱图像,采用改进的植被指数阈值法快速确定植被像元与土壤像元的分类阈值,通过阈值划分剔除土壤背景,并根据阈值变化研究土壤背景对冬小麦冠层反射率的影响,建立了剔除土壤背景前后基于植被指数的土壤含水率反演模型。结果表明,应用改进的植被指数阈值法可有效剔除多光谱图像中的土壤背景,其中基于植被指数RDVI的剔除精度最高,总体精度在91.32%以上;土壤背景对冬小麦冠层近红外波段的反射率影响较大,红边波段次之,而对可见光波段的反射率影响较小;剔除土壤背景前后的植被指数与土壤含水率均呈线性关系,剔除土壤背景对反演土壤含水率的精度有显著提高,其中NGRDI反演深度10~20 cm的冬小麦根域土壤含水率效果最好,建模集R2和RMSE分别为0.739和2.0%,验证集R2和RMSE分别为0.787和2.1%。

关键词：冬小麦土壤含水率土壤背景多光谱图像植被指数

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西北地区植被耗水量的时空变化规律及其对气象干旱的响应

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水利学报 2021年第2期52卷 229-240页

作者：姜田亮粟晓玲郭盛明吴海江西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

准确评估西北地区植被耗水的时空变化规律及其对气象干旱的响应,对该区生态建设具有重要意义,然而大尺度区域植被耗水的量化存在方法上的挑战。本文提出了基于Penman-Monteith(PM)公式结合气象、水文、植被和土地利用遥感数据的大空间... 详细信息

准确评估西北地区植被耗水的时空变化规律及其对气象干旱的响应,对该区生态建设具有重要意义,然而大尺度区域植被耗水的量化存在方法上的挑战。本文提出了基于Penman-Monteith(PM)公式结合气象、水文、植被和土地利用遥感数据的大空间尺度植被耗水量的计算方法,采用Boosted Regression Trees(BRT)模型分析不同类型植被耗水量的主要贡献因子,利用Pearson相关系数分析耗水量与改进帕尔默干旱指数(scPDSI)的最大相关性和滞时,以此探讨西北地区9种植被类型和17个生态地理分区的植被耗水量演变规律及其对气象干旱的响应。结果表明:(1)本文提出的大空间尺度植被耗水量计算方法在西北典型地区与已有研究结果吻合较好;(2)西北地区耗水量总体表现为东南部多、西北部少,80.2%的格点呈上升趋势,植被生长期内耗水量东南部>西北部>中南部>西南部,1990—2015年间,各类植被的面积和耗水总量都呈增加趋势,区域耗水总量增加876.2亿m3,其中耕地、林地、草地耗水分别增加148.7亿、108.0亿和619.4亿m3;(3)潜在蒸散发(ET0)是旱地和草地耗水量的主要贡献项,归一化植被指数(NDVI)为水田和林地耗水量的主要贡献项;(4)草地耗水量对干旱的敏感度最高,林地次之,耕地最低,用耗水量代替NDVI能更好地表征气象干旱对植被产生的综合影响。研究方法可为较大时空尺度植被耗水量的计算提供参考,研究结果可为西北地区气象干旱应对策略的制定提供生态维度上的依据。

关键词：植被耗水量 scPDSI 遥感气象干旱西北地区

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