基于分水岭算法的植株叶片沉积参数检测

针对当前农田作物喷洒农药后,植株表面出现的粘连雾滴影响沉积参数且未能及时检测药液分布情况的问题,搭建植株采集图像装置,提出改进的分水岭算法分割粘连雾滴的方法来快速检测雾滴沉积参数。首先采集了自然生长下喷洒药液的3种不同类型的盆栽植株共9幅图像,为了准确提取植株表面的雾滴,去除了复杂的背景区域;然后用R-G算法准确提取雾滴图像和以形状因子为0.9为阈值结合迭代腐蚀运算识别粘连雾滴;最后对强、弱粘连雾滴分别采用基于距离标记的改进分水岭算法和腐蚀算法分割。结果表明,改进的基于距离标记的分水岭算法分割粘连雾滴平均准确率达到92.31%,且对2~4个粘连雾滴的分割效果较好;本研究算法对比迭代全局阈值算法、大津算法的雾滴覆盖率分别提高39.83%和35.36%;雾滴密度与ImageJ计数、腐蚀运算和传统分水岭算法平均相对误差分别为4.03%、8.05%、7.09%;基于距离标记的改进分水岭的变异系数对比传统分水岭算法和腐蚀算法的相对误差分别为10.80%、18.78%。本研究的改进分水岭算法提高了植株的沉积参数检测准确率,可为执行农田植保作业时检测雾滴分布情况提供参考。

基于轮廓固性与分水岭算法的叶片粘连雾滴图像分割

为精准辨识叶片粘连雾滴,提高叶面雾滴沉积分布检测的准确性,利用智能手机采集田间植保作业雾滴图像,选取9组喷雾检测叶片样本,使用以灰度级形态学为基础的处理算法进行叶片区域和雾滴区域特征提取。提出基于轮廓固性的雾滴类型判别方法,并与传统的基于圆形度和基于形状因子的方法进行对比;以粘连雾滴迭代开运算的结果作为标记,对传统距离变换分水岭图像分割算法进行改进。结果表明:经改进的分水岭检测算法,雾滴覆盖率比OTSU算法(最大类间方差法)与分块阈值算法分别高31.93%和33.43%,雾滴提取最低正确率为91.19%,平均正确率为97.23%;基于固性的雾滴类型判别方法正确率为97.5%,较基于圆形度和基于形状因子的方法分别提高21%和5%;沉积密度与人工统计的平均相对误差为6.61%,粘连雾滴分割最低正确率为91.03%,平均正确率为94.74%。该算法可为植保器械田间作业质量图像检测提供技术支持。

大棚蔬菜种植经营风险综合判断方法研究

为控制大棚蔬菜种植经营风险,以浙江省临安市大棚蔬菜种植为例,在调研数据基础上采用经营杠杆原理与利润敏感性分析相结合的方法,对9类种植模式的经营杠杆系数、保本销售量、保本销售额、贡献毛益率、安全边际率、单因素利润敏感系数、多因素利润敏感系数等指标进行计算和分析。结果显示:这9类种植模式的安全边际率都远大于40%;多种蔬菜种植的经营风险低于单一蔬菜种植;在多种蔬菜种植模式中适当提高贡献毛益率高的蔬菜的销售比重,可最大化降低经营风险。该研究克服了单因素利润敏感性分析方法的片面性和单一性缺陷,在温室经营风险的综合判断方法上进行有益探索。

溴氰菊酯液滴在蕹菜叶面的接触角滞后性分析

为探究溴氰菊酯试剂液滴在蕹菜叶片表面的接触角滞后性规律,采用纤维细度分析仪和光学接触角测量仪,观测蕹菜叶面各分割部分的形貌特征,测量溴氰菊酯液滴的表面张力、液滴增加(或减少)过程动态接触角及铺展直径等润湿参数,并依据Equation of State法对叶片表面自由能进行计算和分析。结果显示,溴氰菊酯试剂液滴的表面张力在28.92~29.18 mN/m范围内;液滴在叶面的接触角滞后性Δθ范围为7.0°~10.1°,从叶片前端到中端再到末端,接触角滞后性呈先下降后上升的变化趋势。溴氰菊酯试剂液体与蕹菜叶片的表面自由能的大小越接近,越有利于液滴在蕹菜叶面铺展。

溴氰菊酯乳油液滴在蕹菜叶面的叠加凝并行为研究

为了探究溴氰菊酯乳油液滴在蕹菜Ipomoea aquatica Forsk叶片表面的叠加凝并行为及其动态接触角变化规律,采用纤维细度分析仪和光学接触角测量仪,观测蕹菜各分割部分的叶面形貌特征,测定了25 mg/L溴氰菊酯乳油的表面张力、液滴叠加凝并前后动态接触角及铺展直径等润湿参数,并依据幂次法则对液滴叠加铺展驱动力成因进行分析。结果显示:25 mg/L溴氰菊酯乳油的表面张力为29.02 mN/m;当垂直方向碰撞速率为0.082 6 m/s时,蕹菜叶面5μL等体积液滴会以2种方式发生叠加凝并,即滚入底部吸入凝并和直接顶部吸入凝并,两种方式从叠加开始至凝并形成新液滴的时间分别为0.035 2 s和0.025 1 s;前者凝并成新液滴后接触角减小12.9%,而后者的接触角均有不同程度的增加,最大增幅达27.4%;两种方式叠加凝并形成新液滴的铺展直径随时间的变化分别呈线性关系和符合幂函数关系(幂值α<0.1),据此推测前者(滚入底部吸入凝并方式)是完全由表面张力梯度导致的超铺展行为,后者(直接顶部吸入凝并方式)是由动态表面张力主导驱动的铺展行为,前者药液在蕹菜叶片表面的铺展效果优于后者。

菠菜叶面溴氰菊酯液滴的叠加凝并过程与施药效果

[目的]探究溴氰菊酯药液液滴在菠菜叶片表面的叠加凝并过程及其对施药效果的影响。[方法]采用光学接触角测量仪测量溴氰菊酯液滴的表面张力、液滴叠加前后动态接触角及铺展直径等润湿参数。[结果]溴氰菊酯乳油稀释400倍后药液液滴的表面张力为39.63 m N/m;当液滴高度为8 mm,液滴撞击速度为0.073 m/s时,菠菜叶面等体积(4~6μL)液滴在垂直方向叠加碰撞会出现3种行为:即单方向撞击相邻液滴凝并,中间间隙撞击相邻液滴凝并,单方向撞击相邻液滴不凝并;前2种叠加凝并成新液滴后接触角均减小,减幅在34.69%~40.5%范围内,而后者叠加凝并形成的新液滴,其接触角增大,增幅在6.47%~14.2%;当相邻液滴间距L≤0.69 mm时,液滴单方向撞击会与相邻液滴凝并,当相邻液滴间距L≥0.77 mm时,液滴单方向撞击不会与相邻液滴凝并。[结论]中间间隙撞击相邻液滴凝并行为是3种叠加凝并行为中铺展直径增幅最大的,增幅达到152.09%,其施药效果优于另外2种叠加凝并行为。