基于苗钵力学特性的自动移栽机执行机构参数优化试验

为有效减少加工番茄机械化移栽过程钵苗基质的损伤,提高移栽机取苗、植苗成功率,该文构建了移栽过程中取苗、植苗阶段加工番茄钵体的力学模型,结合钵体的抗压力学特性试验,研究移栽过程中造成钵苗基质破损、影响取苗、植苗成功率的因素,通过试验分析适合机械化移栽的钵体和移栽机执行机构的相关参数。参数组合重复性验证试验表明:钵体基质配比(珍珠岩:砾石:泥炭)为1∶1∶2,钵体绝对含水率为72%,取苗夹片插入穴孔深度为35 mm,取苗夹片对钵体的夹持角度为14°,投苗点与接苗碰撞点高度为90 mm,鸭嘴锥度为38°时,移栽成功率满足加工番茄穴盘苗机械移栽要求。该研究为机械化移栽的加工番茄钵苗培育农艺及移栽机参数优化设计提供了参考。

自动补苗装置精准定位自适应模糊PID控制

为实现补苗装置精准定位控制,解决自动移栽作业过程中因穴盘缺苗和取苗投苗失败而导致的漏栽问题,采用自适应Fuzzy-PID控制算法来实现钵苗输送的步进定位控制。构建了步进电机角速度控制传递函数的数学模型,设计了自适应Fuzzy-PID控制器及其模糊规则,通过MATLAB的Simulink模块建立了基于模糊PID控制器的步进电机系统角速度控制模型,以阶跃信号作为激励信号,自适应模糊PID控制和PID控制的仿真试验表明:PID控制的响应时间为7 s,出现超调量为0.1的振荡,通过调整PID控制器参数增大比例系数,系统响应时间缩短为2.2 s,系统响应速度明显加快,且未出现振荡环节;自适应模糊PID的响应时间为0.12 s,步进电机系统快速到达阶跃响应的稳态值,步进电机角速度控制稳定,角速度响应快,满足钵苗输送的定位要求。自动补苗试验结果表明:在植苗频率为40、50与60株/min时,补苗成功率分别为100%,100%、95.8%,且只要光纤传感器检测到漏苗信号,基于自适应Fuzzy-PID控制的步进电机系统快速响应,补苗控制系统都能准确及时地进行自动补苗。该研究可为解决自动移栽机田间作业的漏栽问题提供参考。

棉花遥感识别的混合像元分解

为了进一步提高棉花遥感识别精度,以新疆玛纳斯县为研究区,运用线性光谱混合模型(LSMM),对TM遥感数据的混合像元分解技术与方法进行了研究。将棉花、玉米、番茄和土壤4类典型的端元组分光谱值代入线性模型,在非约束条件下,用最小二乘法估计混合系数,得到每种地物类型的丰度及RMS误差图,以实地测量的棉花种植面积对模型分解效果进行评估,结果表明:线性光谱混合模型构模简单、计算量小,棉花线性光谱混合像元分解精度达到90%以上,可用于新疆棉花的遥感识别。

基于马尔科夫模型的石河子垦区土地利用动态变化研究

【目的】研究石河子垦区近年来土地动态变化,为该地区生态环境保护提供依据。【方法】以遥感数据、土地资源调查数据为基础,基于马尔科夫模型,研究石河子垦区土地利用动态变化。【结果】2010年后土地利用变化的趋势是草地和未利用地减少明显,其中未利用地减少幅度仍为最大;耕地、建设用地逐年增加,其中耕地的增长幅度最大,建设用地变化速度缓慢;其他土地面积均有所增加,只是增幅也较缓慢。【结论】影响石河子垦区土地利用变化的主要驱动因素是经济快速发展和政府决策等社会因素。

棉花叶面积指数的遥感估算模型研究

【目的】棉花叶面积指数是反映作物生物量的重要参数,本文旨在运用遥感数据对这一参数进行估算,为叶面积指数的获取提供更方便快捷的估算模型。【方法】采用美国ASD公司FieldSpec?手持便携式光谱分析仪所获取的棉花冠层光谱反射率和从中等分辨率的遥感图像提取的植被指数,利用相关分析和回归分析方法,找出叶面积指数的最佳估算时相期和最佳遥感估算模型。【结果】棉花的整个生育期内,叶面积指数在时间曲线上呈现出波动变化,在始铃期棉花的叶面积指数达到峰值,据此规律通过提取该时期的遥感数据,得出棉花叶面积指数的遥感估算模型。【结论】棉花叶面积指数的最佳估算时相是盛花期和结铃期,各品种棉花叶面积指数的遥感估算模型通过精度检验,拟合R2与检验R2均达到了极显著水平。

钵苗有效零速移栽栽植机构运动学分析与试验

针对膜上移栽存在穴口大、直立度低、穴口地膜破损等问题,基于有效零速栽植机理提出一种行星轮系五杆栽植机构。针对有效零速栽植运动特性,分析该机构的运动要求及轨迹形成原理,建立圆柱凸轮间歇运动机构与行星轮式五杆栽植机构的运动学模型。在确定优化目标的基础上,基于VB的人机交互分析软件优选机构参数,通过虚拟样机运动仿真表明优化参数可以满足栽植嘴植苗轨迹要求。台架高速摄影试验表明栽植机构运动轨迹与零速栽植理论要求轨迹一致,栽植嘴入土前后栽植嘴垂直性好,重合度高,能实现有效零速植苗。田间试验结果表明,机组前进速度为0.5 m/s,栽植频率为50株/min时,该机构移栽漏苗率为3%,膜口撕裂率为3.2%,穴口大小其实只是栽植嘴的实体尺寸大小,小于70 mm,钵苗直立度为96.7%,达到了加工番茄钵苗膜上移栽的栽植性能要求,验证了栽植机构设计的合理性与准确性。该研究可为膜上钵苗自动移栽机栽植机构的研发提供参考。

基于植被指数的新疆棉花遥感估产模型研究

利用植被指数与棉花产量的关系建立了棉花遥感估产模型,以期利用多时相遥感数据,实现对棉花产量定量遥感预测。模型建立以新疆棉花各生育期的不同卫星数据,构建相关植被指数,并与实际棉花产量进行回归分析,建立了棉花单产的遥感估算模型。结果表明:以棉花最佳估产时相期植被指数与棉花产量构建的产量估算模型可很好地定量预测棉花产量,模型为棉花卫星遥感估产提供了参考模型,对其他作物使用动态生长信息提高遥感估产水平也有一定的借鉴意义。

基于多分辨率数据的干旱和半干旱地区地物模糊分类

为了进一步提高低分辨率遥感数据用于干旱和半干旱地区地物分类精度,该文以新疆石河子垦区为研究区,利用PSA(purposive selection algorithm)算法结合地物分布的统计特性对样本窗口进行选择,确定了最佳样本窗口组合;采用概率密度估计的方法获取了真实的隶属度函数,基于类别隶属度函数构建地物辨别模型;建立了多分辨率数据大尺度土地利用/覆盖遥感分类流程。研究结果表明,借助高空间分辨率数据提取各地物类别的精细分布特征,与Erdas非监督分类相比,模糊分类的总体分类精度提高了20%。该研究可为低分辨率数据的研究与应用提供借鉴。

基于线性光谱混合模型的棉花遥感识别混合像元分解

遥感图像中普通存在着混合像元,对这部分像元进行分类(即混合像元分解)是遥感图像处理中的难点。以新疆玛纳斯县为研究区,运用线性光谱混合模型,估算端元丰度值,进行空间建模,将棉花、玉米、番茄和土壤4类典型的端元组分光谱值代入线性模型,在非约束条件下用最小二乘法估计混合系数,得到每种地物类型的丰度及均方根误差图,以实地测量的棉花种植面积对模型分解效果进行评估,结果表明:线性光谱混合模型构模简单、计算量小,棉花线性光谱混合像元分解精度达到90%以上,可用于新疆棉花的遥感识别。

基于SolidWorks三维造型的工程制图实践教学改革

分析传统工程图学教学存在的主要问题,将Solidworks三维造型软件引入工程制图实践教学中,强调了引入计算机三维建模的必要性,从制图实验的教学体系、测绘实习、实践教学虚拟模型库建设对工程制图实践教学环节的改革实践进行了总结,实践教学改革取得了较好的成效。根据高素质人才培养的需要,在强调优化实践教学课程体系、教学内容、教学方法,加强空间思维能力、形体构形能力、创新能力、工程意识的培养等方面作了简述。

清洁车研究的技术难点与对策分析

由于我国清洁车发展技术较为落后,缺少对清洁车主要部件的关键技术研究,为了提高清洁车适应市场需求能力,对清洁车专用风机、压缩空气系统、清扫集尘系统、风道、液压系统、易磨损零部件等零部件设计存在的主要技术难点进行分析,并提出了相应的对策。

3S技术在新疆棉花遥感监测中的应用

论述了3S技术(GPS、RS、GIS)在新疆棉花遥感监测中具体应用情况。以现代3S技术为基础的空间调查,同时结合详细的地面调查资料对新疆棉花遥感监测区划、棉花种植面积计算、棉花的长势监测、进行棉花估产以及棉花灾害预警应急反应进行监测,为生产管理部门及时准确地掌握棉花种植情况,合理确定新疆棉花储备规模、适时发布棉花收购价和指导种植等提供重要的参考依据。

从创新角度设置工程制图测绘教学

分析了制图测绘教学的特点和创新人才培养的要求,对制图实验教学模式进行了创新性研究,探索提高学生综合工程素质和科技创新能力的新教学方法。

基于RS与GIS石河子垦区土地动态变化分析

【目的】研究石河子垦区近年来土地动态变化,为该地区生态环境保护提供依据。【方法】以土地资源调查数据为基础,利用遥感和地理信息系统相结合方法,采用各类指数模型方法,研究石河子垦区近5 a土地利用类型的数量变化、空间变化特征以及各地类的转移情况。【结果】石河子垦区近5 a来各类土地利用类型增减变化较大,耕地变化较快,园林地、建设用地、水域呈增长趋势,草地、未利用地面积减少。【结论】影响石河子垦区土地利用变化的主要驱动因素是近几年降水增多的自然因素和经济快速发展、政府决策等社会因素。

在机械制图课程教学中开展项目教学法的研究

项目教学法是以培养关键能力为核心,该教学模式能有效地培养学生的关键能力,特别是团队协助能力、独立工作能力、学习能力和创新能力。本文针对高等教育和项目教学法的特点,探索《机械制图》课程教学中项目教学法的应用,在机械制图的教学中把学生看成是认知过程的主体,尝试以项目为引导、以任务为驱动、以能力训练为目标,使学生真正成为应用型人才。

2ZXM-2型全自动蔬菜穴盘苗铺膜移栽机的研制

针对新疆辣椒、番茄等作物移栽效率低、强度大、移栽质量差及作业工序多等问题,该文研制了一种全自动蔬菜穴盘苗铺膜移栽机,整机主要由自动送苗系统、自动取苗机构与栽植机构、机架、动力传动系统、铺膜铺管装置及镇压覆土装置等组成,可实现一次性完成整形开沟、铺设地膜与滴灌带、自动移栽及覆土镇压等多道作业工序,实现作物膜上覆土移栽的全自动机械化作业过程,并能满足不同作物移栽种植要求。辣椒穴盘苗田间移栽试验结果表明:当机组前进速度为2.8 km/h、理论设计株距为20 cm时,移栽机移栽频率为62株/(min·行),立苗合格率为96.3%,漏栽率为2.8%,伤苗率为1.25%,移栽合格率为93.4%,移栽深度合格率为93.5%,株距合格率为94.7%,株距变异系数为7.9%;滴灌管铺设效果较好,无破损、打折,铺膜及覆土性能优良,地膜采光面展平度为98.2%,采光面宽度合格率为平均为97.8%,平均机械破损程度平均为3.4 mm/m2,膜孔全覆土率为97.8%,移栽机各项性能指标均能够满足辣椒穴盘苗铺膜移栽的农艺要求。该研究可为国内开展全自动旱地移栽机的研发提供参考,对推动新疆机械化育苗移栽技术的发展具有重要意义。

新疆棉花遥感监测识别区域的划分

对新疆棉花遥感监测识别区域进行划分,其目的是为新疆棉花监测运行系统中的样点布设、遥感信息获取和处理、遥感最佳时相的选择、作物识别和面积估测等提供科学依据。以遥感监测区划的原则、依据和指标为指导,以新疆遥感图像数据库、地理基础与专题图空间数据库、统计数据库为研究资料,结合农作物物候历、地面光谱与实地调查进行分析研究,做出了新疆三大棉区的遥感信息源区的划分、最佳时相区的划分与棉花遥感识别区的划分。区划结果表明:新疆三大棉区均定为陆地资源卫星信息源区;新疆三大棉区除吐鲁番地区6月上、中旬为棉花识别的次佳时相期,8月下旬为最佳时相期外,其他棉区棉花遥感识别最佳时相均为9月,次佳时相也均为6月;并在此基础上,把新疆三大棉区划分为6种棉花遥感识别区,即主棉区、重棉区、次重棉区、次棉区、零星棉区与无棉区。

石河子地区近48年来气候变化对棉花产量影响分析

利用新疆石河子地区3个气象台站1961—2008年逐日最高气温、最低气温、≥10℃的积温、无霜期和日照时数资料,基于线性趋势分析、回归分析、小波分析等方法,分析该地区主要的热量资源变化趋势以及对当地棉花产量的影响。结果表明:(1)近48年来石河子地区年平均最高气温、最低气温除年际间的微小波动外,均呈现出上升趋势,前者变化幅度小于后者,气温年较差呈减小趋势;(2)≥10℃的年积温呈现出显著增多趋势,其上升幅度为93.1℃/10年,相关系数为0.546,通过了置信度95%的显著性水平检验,且年平均积温主时间周期为16年,存在8年正负振荡;(3)无霜期及日照时数都呈增多趋势,但增多趋势不显著,而积温与日照时数呈显著的正相关。积温、日照时数的增多及无霜期延长都有利于当地棉花产量和品质的提高。

RTK GPS系统在智能化农业机械装备中的应用

智能化农业机械装备是全球卫星定位(GPS)、传感器、机电液一体化、计算机控制等各项技术的集成。RTK GPS是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的定位系统,能够达到厘米级精度。为此,介绍了RTK GPS系统在智能化农业机械装备中的应用。该机械装备系统能根据小区处方图实施变量作业,调控差异,优化作物生产管理措施,提高农业物料的科学利用率,使精准农业得到更好更快的发展。