摘要：为解决传统茶叶种苗图像采集方法效率低下、成本高昂的问题,设计了茶叶种苗数字图像获取系统。本系统融合了传统RGB相机和树莓派4B控制的自动化硬件,解决传统茶叶图像采集的低效高成本问题。采用柔性链传送结构和齿形链传动确保茶叶种苗传送的精确稳定。人机交互界面的设计实现了自动化控制,包括采集、存储路径选择等功能。经过系统测试,表明系统稳定可靠,能够满足科研对茶叶种苗图像获取的需求,在茶叶图像获取方面具有广泛的前景。

摘要：为了对生猪养殖业污水的治理过程进行监控和违规排污预警,该文提出了养殖污水实时监管策略,设计并实现了生猪养殖污水治理智慧监管系统。该系统通过信息采集模块收集养殖污水排放的实时数据,实现养殖污水实时数据监测、预警分析等功能。其中集中治理的监管是根据安装在槽罐车上的GPS数据和污水集中处理厂的信息,判断污水是否被运送到指定地点排放;工业治理的监管是采用模糊推理理论,以监管因子的浓度偏差及偏差变化率为输入量,相应的污水预警等级作为输出量,对监管因子进行模糊化及逻辑推理,建立相应的模糊监管子系统,生成工业治理监管规则及策略;针对生态治理的监管,构建了相应的监管策略和Ecological数学模型,该模型以监管策略为依据,对实时数据进行定性与定量分析预测,实现对偷排漏排、满溢等违规排污现象的判断。试验结果表明,系统预警准确度为96.17%,平均误差时间为33.22 s,违规排污量平均值为15.77 L,能够满足养殖污水排放监管要求,对提高监管效率具有重要意义。

摘要：【目的】研究应力波在不同树木径切面内传播速度的变化情况,建立传播速度模型,以期进一步认识应力波在树木径切面内的传播规律及其影响因素,为树木内部缺陷的三维成像技术提供理论依据。【方法】首先通过理论分析,建立应力波在树木径切面内的传播速度模型;然后以浙江农林大学植物园内8类有代表性的树种(香樟、枫香、乐昌含笑、鹅掌楸、响叶杨、悬铃木、松树、白杨)为试验材料,在样本径切面上,采用Arbotom应力波木材无损检测仪测量与径向成不同角度方向的应力波传播时间,计算不同角度方向上的应力波传播速度,并对健康样本径切面内沿方向角θ的应力波速度vθ和径向应力波速度v0的比值vθ/v0与方向角θ之间的关系进行回归分析。【结果】应力波在健康香樟样本径切面内的传播速度随方向角的增大而增大,径向传播速度最小,其原因是当应力波在树木内部沿径向传播时,传播方向与树木纤维方向垂直,受到细胞壁边界的阻碍较多,传播速度较慢;而随着方向角的增大,应力波传播方向与树木纤维方向逐渐平行,受到细胞壁边界的阻碍变少,传播速度逐渐增加。枫香、乐昌含笑、鹅掌楸、响叶杨4种树种的健康样本在相同方向角上的应力波传播速度大小不同,但其变化规律与香樟活力木相同。对健康样本试验数据的拟合结果为vθ/v0≈kθ2+1(0≤k≤1),k值取决于被测树木的物理力学参数。在所建立的回归模型中,决定系数R2均大于0.92,表明模型具有较高的拟合优度。在有缺陷的悬铃木样本试验中,径切面上方向角为-20°^-50°的应力波传播路径经过缺陷区域,其余传播路径均位于健康区域内。当应力波传播路径位于径切面的健康区域时,传播速度随方向角的变化趋势满足一元二次函数模型;但当应力波经过径切面的缺陷区域时,传播速度明显降低,不再符合正常情况下的传播速度模型。针对松树和白杨原木试样,人工设计了空洞缺陷,并对产生空洞前后的原木径切面的应力波传播速度进行了对比。最后,基于建立的径切面内应力波传播速度模型,设计了一种树木内部缺陷四向交叉检测方法,该方法能够较准确地检测木材内部缺陷的位置。【结论】在健康树木的径切面上,方向角θ与vθ/v0之间满足一元二次函数关系vθ/v0≈kθ2+1(0≤k≤1),对不同树种的检测结果均表明了该模型的有效性;进一步的试验证明了该速度模型对于树木内部缺陷检测具有很好的指导作用。

摘要：【目的】针对现阶段我国森林资源清查立木胸径测量中围尺适用性差、操作复杂、效率低和卡尺携带性差、量程短等问题,设计一款高效、准确、便携、适用于大胸径树木测量,集成自动读数、记录和上传功能的立木胸径测量装置,以解决林业勘测人员的实际工作需求。【方法】基于三段式切臂和双角度传感器提出一种立木胸径测量方法,设计测量装置,并通过试验评估装置的有效性。【结果】1)通过15个圆柱体200次测量,平均绝对误差(MAE)为0.19 cm(0.79%),均方根误差(RMSE)为0.25 cm(0.94%);2)通过不同径阶218株立木测量,MAE为0.22 cm(0.89%)、RMSE为0.42 cm(1.23%);3)在83株立木小样地进行效率试验,平均每株立木测量耗时8.67 s。【结论】基于三段式切臂和双角度传感器方法研制的立木胸径测量装置,具有机电结构简单、可折叠、携带方便、操作简便、作业效率高等优点,同时适用于大胸径树木测量,可实现立木胸径数据测量、上传和入库的一体化,满足森林资源清查精度要求。

摘要：为解决自然场景中拥有复杂背景的树木整体图像识别问题,提出了一种基于树木整体图像和集成迁移学习的树种识别方法。首先使用AlexNet、VggNet-16、Inception V3及ResNet 50这4种在ImageNet大规模数据集上预训练的模型对图像进行特征提取,然后迁移到目标树种数据集上,训练出4个不同的分类模型,最后通过相对多数投票法和加权平均法建立集成模型。构建了一个新的树种图像数据集——TreesNet,基于该数据集,设计了多类实验,并将该方法与传统的图像识别方法进行了分析比较。实验结果表明:该方法对复杂背景下树种图像识别准确率达到99.15%,对于树木整体图像识别具有较好的效果。

摘要：移动目标跟踪即移动目标的运动路径与参数获取在无线传感器网络应用中具有重要的研究价值。采用移动目标节点与信标节点间的TOA测量方法,提出了无线传感器网络中移动目标运动参数的捕获方法。通过建立移动目标运动参数的估计模型,本文首先推导了线性移动目标初始位置及移动速度估计的非约束线性最小二乘(ULLS)和约束线性最小二乘(CLLS)方法。将估计模型松弛为凸优化的半正定规划(SDP)问题,又设计了运动参数捕获的SDP算法。仿真分析结果表明,在3种所设计算法中ULLS算法的估计误差最大,SDP算法其次,CLLS算法的估计误差最小。随着采样周期的增加,初始位置的估计误差亦稍有增大,但速度估计误差却在减少。更多的采样点数量有利于增加测量信息量,可以有效减少位置及速度估计误差。

摘要：采用时间测量以估计节点位置的方法实现简单,在传感网中得到了广泛的使用。然而节点计时时钟存在漂移和偏离,导致时间测量不准确。为此文本以节点时钟漂移和偏离模型为基础,提出了一种时间同步和节点定位的联合线性估计方法,包括最小平方(LS)及权重最小平方(WLS)方法。仿真测试了所设计算法的运行时间,分析了噪声对联合估计方法的估计误差影响。结果表明,LS及WLS线性估计方法运算速度较半正定(SDP)算法快,在低噪声条件下LS及WLS线性估计方法具有较高的稳定性和定位精度。

摘要：在分析林业数据采集研究现状的基础上,通过对林业管理业务和野外数据采集的需求分析,并以林权和营造林业务为例,设计并实现了林业数据采集系统。对系统的数据流程、功能结构和数据库设计等进行了详细分析,研究并解决了系统设计与开发中的林业规划设计图绘制和数据校验等关键技术问题,并以Visual Studio 2010和Arc GIS Engine为开发工具,实现了应用系统自动更新、图表操作、数据处理以及系统的管理等功能。将林业管理信息化延伸至野外数据采集阶段,从而提高了林业数据采集的准确性和工作效率。

摘要：为了提高公众对古树名木的研究、管理及保护政策的认知与响应度,更好地提高社会保护森林资源的意识,设计与实现综合评估价值最优的古树名木旅游路线。对研究区浙江省金华市各区县的人口密度、服务业发展状况、公路密度和古树名木区域分布等作相关性分析,为古树名木旅游线路设计提供可行性分析;通过层次分析法(AHP)对古树名木综合价值进行量化,并进行邻接点矩阵存储;利用Dijkstra算法遍历加权无向图,确定综合价值最优的古树名木节点集(区域内规划和手动预设2种形式);古树名木综合价值最优节点集与百度地图Javascript API进行集成,最终实现最优古树名木旅游路线的规划,从而吸引更多的社会资源投入到古树名木的相关研究中,在一定程度上解决了古树名木前期研究的可操作性不强、社会认知度不够等问题。

摘要：基于Faster R-CNN模型提出复杂背景下粮仓害虫的检测识别方法。将六种常见的储粮害虫(豆象、谷蠹、米象、锯谷盗、赤拟谷盗、锈赤扁谷盗)分别以大米、小米为背景,建立了真实背景下粮仓害虫图像数据集SGI-6。SGI-6中包括网络获取图像、显微镜采集图像和单反拍摄图像三种多目标尺度的数据集。根据粮仓害虫的小目标特性,使用聚类算法改进Faster R-CNN模型的区域提案网络,来提取这些图像中含有害虫的区域,并对这些区域中的害虫进行分类。实验结果表明,该方法能够在储粮条件下检测和识别粮仓害虫,且其平均准确率(mAP)达到96.63%。