摘要：农田土地精细平整是中国现代地面精细灌溉的重要基础,能提高农田灌溉均匀度,改良土壤水盐分布,控制杂草,达到节水增产的效果。应用GNSS(global navigation satellite system,全球导航卫星系统)技术进行土地精细平整具有不受天气影响、测量速度快、工作效率高等优点,具有广泛应用前景。该文结合中国土地平整的实际情况和前期的研究成果,开发了适合国内应用的GNSS控制平地系统,降低了研发的设备成本,优化完善了平地系统的功能。为减少分立设备数量,提高系统集成度,设计了集成控制终端,集成GNSS接收模块、差分电台模块、核心处理平台和阀控制模块,并设计了集成控制终端的外壳,通过可旋转调整支架固定在拖拉机驾驶室内,具有良好的防尘、降温和牢固等优点;为完善地形测量功能,增加了测量轨迹的实时显示,以及农田面积等地势信息的计算,便于指导后续平整作业;优化了基准设计,建立了坡面平整的数学模型,实现了任意坡度坡面平整。优化后的系统主要由集成控制终端、自主差分GNSS接收设备、液压系统以及平地铲运设备几部分构成;以Visual Studio2008为系统软件开发环境,GNSS精细平整集成软件能够实现农田地势测量、基准设计及平整作业等功能。该智能平地系统在中国农业大学上庄试验站进行了长时间平整实验,平面平整后最大高程差从20.9降到10.5 cm,高程标准差从10.6降到5.5 cm,平地误差小于5 cm的测点累积百分比从77%上升到90%左右,平整效果良好。坡面平整的坡度从0.239%降到0.120%,符合设计要求。结果表明,系统工作稳定可靠,作业精度满足土地精细平整要求,适用于在中国推广应用。

摘要：移动终端的田间信息采集相比于传统的田间信息采集,具有灵活性强、采集方便等优势,已成为田间信息采集的主要手段之一。但是在进行田间信息采集时存在数据同步问题,主要表现在慢同步频发、无为数据(已经传输过的数据)重传、服务器端变化数据没有及时同步到移动终端等问题。针对这3个数据同步的主要问题,基于Sync ML协议,提出了慢同步策略,并对该协议进行了改进;设计了主动推送策略和变化数据捕获策略;在此基础上设计并且实现了改进后的移动数据同步中间件,并且把该中间件应用到种业科研育种田间信息采集系统和水稻定位试验打分系统中,试验证明,该中间件提高了数据同步的效率,减少了无为数据的重复传输,表现出良好的实用性和普适性。

摘要：设计了一套面向移动终端的农业知识文语转换系统,该系统借鉴语义检索技术中对于关键词的语义处理方式,用语义检索技术处理文本切分过程中所遇到的歧义字段,可将农业文本知识转换为自然流畅的语音,并结合呼叫中心技术、借助移动终端推广农业知识。首先对文语转换中的文本分析流程进行分析,明确歧义字段处理为文语转换的关键点。在明确关键点的基础上,设计出用于进行分词的词典,进而基于词典匹配和统计分析模型对歧义字段进行提取,再基于语义检索对歧义字段进行处理,从而实现歧义字段的切分,最终采用Cool Edit Pro 2.0软件实现语音合成和韵律处理功能,开发出面向移动终端的农业知识文语转换系统,可有效解决歧义字段的处理问题。由测试结果可以看出,本文算法的查准率为94.03%,较最大匹配法和三元语法的查准率分别提高了5.72个百分点和0.97个百分点;本文算法的查全率为95.32%,较最大匹配法和三元语法的查全率分别提高了0.23个百分点和1.95个百分点;本文算法的F-1测度为0.93,较最大匹配法提高了0.01,与三元语法相同,说明本文算法具有较好的性能。

摘要：针对当前全球导航卫星系统(GNSS)农田土地平整过程中,操作复杂,地形测量费时费力的问题,设计了基于GNSS的农田快速平整系统。该系统可实现快速农田基准设计,农田水平平整,农田坡面平整等功能。农田坡度设计算法在前期系统算法基础上进行了优化,提出适用于快速平整系统的坡面平整算法,坡面平整后可以达到灌溉时水流速度快、水量覆盖均匀,减少挖填土方量、提高平整速度的目的。平整试验结果表明,水平面平整后最大高程差从18.9 cm降到8.1 cm,高程标准差从11.2 cm降到5.5 cm,平地误差小于5 cm的测点累积百分比从75.693%上升到90.674%;坡面平整后,农田实际坡度与设计坡度基本一致,平整速度快,平整效果良好。

摘要：中国传统农耕文化与精耕细作的农业精神是中国古代农业长期居于世界领先地位的关键因素。目前传播方式的限制阻碍了农耕文化与精神的传播和发展,鉴于此,提出一种结合虚拟现实技术开发虚拟农耕场景智能展示平台的方法。该研究提出的模型交互控制观察算法,精确地实现了模型的旋转与缩放查看;针对目前虚拟场景路径漫游中漫游物体角度不能变化的问题,提出一种物体朝向变化的虚拟场景漫游算法,使得路径虚拟漫游更贴合人的浏览角度。该研究基于Unity3D平台,采用3d Max建模工具,以C#为脚本语言设计并开发虚拟农耕场景智能展示平台。试验结果表明:虚拟农耕场景融合了交互与漫游技术,可还原古代农耕场景,宣传介绍典型生产技艺,为文化的展示提供参考。

摘要：为了推广农业知识,使农民能够通过智能手机有效地获取视频片段,该文面向视频呼叫中心设计了一种农业知识视频分割方法,可将科研机构录制的农业知识视频分割成小的完整的知识单元,并借助视频呼叫中心送达到农民手中。该文研究基于HSV(hue,saturation,value)颜色空间的视频镜头切分方法,通过对比镜头之间的颜色直方图,实现视频镜头切分;结合农业知识讲座类视频"音频为主,视频为辅"的特点,研究视频中音频镜头的切分方法,并在音频镜头的辅助下完成对于视频镜头的聚类,从而提取出视频语义单元,实现对于视频的分割,试验结果表明,该方法的查准率为88.9%,查全率为96.0%。该方法解决了现有镜头聚类方法不适用于农业知识讲座类视频的问题。

摘要：为了同步获取青贮饲料的紧实度和含水率,综合评价青贮饲料品质,本文基于电阻应变效应和频域法设计了一种复合传感器。复合传感器采用一体化结构设计,将电阻应变片和含水率测量电极嵌入圆锥探头内,实现了青贮饲料紧实度和含水率的实时同步测量。对复合传感器进行了标定和验证试验:标定结果表明,青贮饲料紧实度和含水率与复合传感器输出电压均呈线性关系,决定系数分别为0. 99和0. 909。验证试验表明,本文设计的复合传感器不仅可以实时、同步测量青贮饲料紧实度和含水率,还能消除圆锥杆与被测饲料间摩擦力对紧实度测量造成的测量误差。

摘要：前处理自动化程度是影响土壤养分检测效率和可行性的关键环节之一。该文设计开发了1种适用于电极法硝态氮原位测定的前处理装置,融合土壤水分校准算法,装置具备水分测定、称重、注液浸提、高速旋转离心等功能,性能测定结果表明:装置两自由度机械平台纵向控制精度达到0.1 cm,旋转定位控制精度为1?,注液精度可达0.2 m L,位移量及注液量具有较高重复性;较常规手动操作,利用该装置进行土样前处理耗时明显降低,自动化及时效性明显提高,人工劳动强度下降;利用装置前处理土样,电极法测定结果与标准光学检测结果接近,两者回归方程调整决定系数为0.87,平均绝对偏差为20.97 mg/kg,均方根误差为22.34 mg/kg,较悬液直测精度明显提高。装置浸提环节仍需进一步优化,研究结果可为集成式土壤养分原位检测装置研发提供参考。

摘要：针对农业生产环境中植物群体叶绿素的监测,该文提出了一种基于可见-近红外反射光谱的植物群体相对叶绿素含量实时监测系统。系统以太阳光为光源,设计了特殊光路同时获得植物冠层反射的700和830 nm 2种波长光信号以及该2种波长光的入射信号。采用ZigBee协议搭建无线传感器监测网络,由终端节点将以上光路获取的4路信号进行采集和处理,并将其转发至协调器,进而由协调器发送至用户中心进行计算与存储。系统试验研究中测量的有效样本点共124个,将前36个点的两波长吸光度值与样本叶绿素指数值采用最小二乘法进行多元回归,建立定量分析模型,模型决定系数和标准差分别为0.919和9.26958;用后88个点建立预测集,模型预测值与标准值建立的线性函数决定系数为0.913,标准差为9.372,系统稳定性试验变异系数CV<1.82%。结果表明,该系统可用于自然光照条件下群体叶绿素的准确测量与实时监测,为精细农业自动无损检测技术提供理论及实践基础。

摘要：为了提高农田平整作业工作效率,分析了基于全球导航卫星系统(Global navigation satellite system,GNSS)的农田平整自动导航解决方案的可行性,改进了系统硬件设计,提出了一种基于GNSS的农田平整自动导航路径规划方法。该方法将全局路径规划和局部实时路径规划相结合,以铲车空载或满载时间最短为最优评价基准,融合K-均值与密度均值,聚类农田栅格;根据设计的铲车挖高填低方法和局部搜索策略得到平地路径全局规划,在实际作业中根据拉力传感器反映的实时载荷进行局部调整和规划。通过仿真试验和农田路径规划平地对比试验分析表明,最大高度差从22.8 cm降到2.7 cm,平整度从12.6 cm降到1.5 cm,高差分布列从81%上升到97%,平整效果能满足精细灌溉需求。该方法能够较好地实现路径规划,实现拖拉机高效平地作业,其中铲车的满载和空载率较其他方法小,满载和空载率总和在20%左右,增加了有效工作时间,降低了人工劳作强度,提高了平地效率。