A Study of Multi-sensor Data Fusion System Based on MAS for Nutrient Solution Measurement

For complementarity and redundancy of multi-sensor data fusion (MSDF) system,it is an effective approach for multiple components measurement.In order to measure nutrient solution on-line,a dynamic and complex system under greenhouse environment,sensors should have intelligent properties including self-calibration and self-compensation. Meanwhile,it is necessary for multiple sensors to cooperate and interact for enhancing reliability of multi-sensor system. Because of the properties of multi-agent system (MAS),it is an appropriate tool to study MSDF system.This paper proposed an architecture of MSDF system based on MAS for the multiple components measurement of nutrient solution.The sensor agent's structure and function modules are analyzed and described in detail,the formal definitions are given,too.The relations of the sensors are modeled to implement reliability diagnosis of the multi-sensor system,so that the reliability of nutrient control system is enhanced.This study offers an effective approach for the study of MSDF.

韶关市典型香芋产区土壤养分状况及肥力评价

【目的】了解广东省韶关市典型香芋产区的土壤肥力情况,以期为香芋产区土壤养分资源管理提供参考依据。【方法】分别于韶关市的3个香芋种植区(桂头镇老均村,廊田镇官坡滩村、农庄村)采集0~30 cm香芋根际土壤样品,测定土壤理化性质,通过主成分分析和相关性分析,筛选出最能代表当地土壤肥力的指标进入最小数据集,通过隶属度函数对所有的指标进行归一化处理,计算土壤质量指数并评价土壤肥力。【结果】3个香芋产区土壤均呈酸性;容重为1.17 g·cm^(−3),质地适宜;阳离子交换量(Cation exchange capacity,CEC)为9.17 cmol·kg^(−1),处于较低水平;速效P(54.20 mg·kg^(−1))、有效Cu(2.07 mg·kg^(−1))、有效Fe(186.33 mg·kg^(−1))、有效Zn(1.87 mg·kg^(−1))丰富,有效Mn(4.21 mg·kg^(−1))、有效B(0.12 mg·kg^(−1))、有效Mo(0.10 mg·kg^(−1))缺乏或极缺乏,其他养分含量处于中等及以上水平。3个香芋产区土壤粒级占比、碱解N、交换性Ca及交换性Mg含量差异显著,其他指标差异均不显著。从20个指标中筛选出7个指标构成土壤质量评价的最小数据集,分别为碱解N、砂粒、黏粒、交换性Ca、有效B和有效Fe含量以及CEC。评价结果表明,3个香芋产区的土壤肥力均处于中等水平,其中,碱解N和交换性Ca含量为肥力水平的主要限制因子。【结论】韶关市典型香芋产区的土壤肥力水平整体处于中等水平,土壤保肥能力较差,有效Mn、B、Mo等微量元素缺乏。因此,在香芋种植时,要注重有机肥以及微量元素肥料的施用,平衡施肥,改善土壤理化性质,提高土壤保肥能力。

农业土壤信息检测与传感技术研究进展与展望

土壤是农业生产的基础,其质量直接关系到农业的高效生产和可持续发展。土壤信息的精准监测和管理对于农业生产至关重要。该文综述了近年来农业土壤信息监测与传感技术的研究进展,重点分析了土壤水分、养分、温度、pH值、有机质含量等关键参数的传感器技术及其应用。同时,探讨了多传感器数据融合、无线传感网络、物联网(IoT)和大数据分析在土壤信息监测中的应用前景,并提出了未来研究的方向和发展趋势,应该进一步提升传感器精度、优化数据处理算法及提高系统集成度。通过研究和探索,农业土壤信息监测与传感技术有望在提升农业生产效率、保障农产品安全和促进生态环境保护方面取得更大突破。

Apriori算法在重庆垫江南部土壤养分元素组合研究中的应用

研究基于重庆垫江南部地区3250份土壤表层样品的54类地球化学数据,应用Python编程语言进行Apriori关联规则算法研究,尝试通过大数据分析的方法提取出隐藏在数据集中的土壤养分元素与其他各元素之间的组合规律,为垫江地区的土地利用规划、生态环境保护、现代农业发展以及土地污染防治等工作的开展提供科学依据。通过Apriori方法进行的重庆垫江南部土壤元素数据分析最终反映出各元素之间共存在八种关联关系。Fe、Zn、Co、V、Mg、Cu六类土壤养分元素的关联性极强,会出现共同富集的现象;土壤中Mo、Ca元素的缺乏与Li、I、U、P元素的匮乏存在一定关联;其他土壤养分元素则相对独立,无法建立与其他元素之间的关联规则。相较于传统地球化学分析方法,关联规则算法具有快捷、准确、完全基于数据深入挖掘等特点,对于未来土壤养分元素多寡的指示以及富集等级的划分具有重要的学术与应用价值。

土壤养分数据几种特异值处理方法的比较

利用贵州省平坝县马场镇栗木村的13项土壤养分测试数据,对比分析了3σ准则、估计邻域法、影响系数法、邻近点数据比较法4种识别与处理特异值方法的优劣。结果表明:将3σ准则与邻近点数据比较法相结合,对土壤养分测试数据进行特异值处理获得了较好的效果,对提高地质统计学研究结果的精度有积极的作用。

土壤中元素遥感定量反演研究进展与展望

【研究目的】土壤质量的优劣与人类生活密切相关。鉴于传统的土壤调查方法无法满足大面积土壤质量的动态监测需求,如何发挥高光谱遥感技术宏观、实时、原位、快速等优势进行土壤元素定量反演已成为遥感应用领域的热点和难点。【研究方法】文章围绕土壤元素的直接定量反演、利用土壤中元素相关性的间接定量反演以及基于植物光谱的土壤元素定量反演三种遥感定量反演方法,系统总结了其主要原理、优势与研究现状,从学科交叉融合角度展望了相关领域未来发展方向。【研究结果】当前常用的土壤元素定量反演方法均难于大范围推广应用。相比而言,利用植物叶片或冠层的光谱间接反演土壤元素含量的方法可信度更高。利用生态地球化学领域的研究成果,有助于找到目标元素在不同植物中特有的光谱学效应信息,解码基于植物光谱的土壤元素定量反演原理。【结论】推进学科交叉融合,深化基于大数据挖掘和土壤理化性质的研究,是突破土壤元素广域监测技术瓶颈的有利发展方向。

基于VC++的海水营养盐测试软件系统设计

基于VC++平台开发了海水营养盐测试软件系统,建立了相应的系统软件数据结构,能够在软件的运行过程中,根据每种营养盐的具体测试需要重新配置测试过程,系统可以动态地执行营养盐的测试流程。实验结果表明,该设计提高了系统的适应性,使测试更加灵活。

土壤养分遥感监测研究进展

用遥感技术监测土壤养分是精准施肥中的一个重要手段。为此,综合分析了土壤养分遥感监测在光谱特征指标的选择、反演方法、反演模型及其适用性等方面的研究进展。研究指出,随着空间信息技术的发展,遥感技术在土壤养分预测中将展现出更广阔的应用前景。土壤养分遥感反演模型对环境、土壤类型、土壤剖面等方面的适用性、光谱特征指标的选择、动态监测模型的建立、多源数据和多种技术手段的集成将是土壤养分监测今后的发展研究方向。

江津市土壤养分数据库系统的建立及初步应用研究

在地理信息系统 (GIS)支持下 ,利用农业统计资料和土壤普查数据 ,将农田基础数据与空间数据有机地结合进来 ,建立了江津市土壤养分数据库系统。着重介绍了数据库的建立、系统功能、系统实现等 ,并提出了需要进一步研究拓展的方向。

根构型模拟模型及其应用(英文)

根构型定量表述是确定植物根系养分吸收的基础。因生长在不透明土壤中的根系难于被观测和分析解释 ,这就使得模拟模型成为研究相关问题的一种重要的补充方法。本文对根构型模型作了综述 ,介绍了根构型的几何模拟方法 ,评述了作为根构型与养分吸收主要模型的 SIMROOT平台。通过采用“扩展树”数据结构并在 SGI工作站上操作 ,这一模型能展现根系生长的生动图形。进而还可将此模型进一步开发用于评价扩散性养分的吸收。根构型模型的应用 ,包括我们改进模型对根系内及多根系间的养分竞争进行的模拟 ,也作了介绍。

AAⅡ流动分析仪与色谱工作站联机测定海水中营养盐

AAⅡ 流动分析仪是一种由英国生产、型号较旧的自动进样光电比色计,由于终端处理技术落后而面临被淘汰。通过把色谱数据工作站的闲置通道作为接口将 AAⅡ 流动分析仪与计算机连接, 可用于测定海水中的 N, P, Si 等营养盐,经假设检验和近一年的实践证明性能完全可靠。本文介绍了本项技术改造的基本原理,所用色谱数据工作站的技术参数、计算机配置以及一个分析测定海水样品的实例。

基于GPS和SMS技术的土壤养分水分速测系统的研究

为了满足精确施肥中对高密度、全面的农田土壤信息采集、数据无线传输和施肥决策的需要,本系统利用计算机技术和无线数传技术(SMS)对GPS、GIS和土壤养分水分速测系统进行有机集成。一方面通过AT89lv55单片机,使差分GPS和土壤水分测定仪有机集成,实现土壤采样、水分测定、定位一体化;另一方面研制开发了集成针对石灰性褐土的速测值向常规值转换模型的土壤养分速测仪,并利用BENQ M22 SMS数传模块实现土壤养分速测系统与土壤养分管理决策系统的远程数据通讯和资源共享;同时利用Visual Basic和MapObjects控件集成GIS,实现具有空间属性的土壤养分数据可视化管理和分析处理。

基于单片机的四通道数据采集器设计

为提高基于离子选择性电极的土壤养分检测效率和降低检测仪器成本,研发了一款可用于离子选择性电极电势信号采集的四通道数据采集器;采集器以16位超低功耗MSP430F149单片机作为处理器,电极电势信号经信号调理模块和外扩的16位模数转换器送至中央处理器进行数据处理,并将检测结果在液晶显示器上显示;设计完成了与国外进口离子计M555的对比实验,实验结果表明,数据采集器检测精度可达0.1mV,两者的检测结果具有较好的一致性,基本满足离子选择性电极信号采集的要求,可同时完成4个参数的检测,检测效率得到提高;该数据采集器还具有操作简单、使用方便的特点,在土壤养分检测中具有一定的使用价值。

利用PHYSAT方法反演南海浮游植物优势类群分布的季节变化

基于水色遥感数据用PHYSAT算法反演了南海浮游植物优势类群分布的季节变化,结果表明:微型真核生物作为优势类群全年出现几率最大,原绿球藻次之,聚球藻再次之,硅藻最小;硅藻为优势类群的区域主要在近岸和陆架区,外海原绿球藻和聚球藻的优势度增加.在季节差异上,冬季微型真核生物为优势类群的区域在整个南海海区所占面积的百分比最高,春季原绿球藻比例最高,聚球藻呈双峰结构,在春季和秋季出现峰值,硅藻为优势类群区域的季节性差异较小.陆架、陆坡和海盆区浮游植物优势类群比例的季节变化相近,都表现为冬季微型真核生物的绝对优势和春季原绿球藻优势的大大增加.营养盐浓度分布的季节变化是引起浮游植物优势类群改变的主要影响因子,随着海区中营养盐浓度的降低,浮游植物优势类群由粒径较大的微型真核浮游生物向微微型浮游植物聚球藻和原绿球藻转变.

猪鸡常用饲料成分及营养价值变异性初探

使用Foxpro(2.5b),建立了猪鸡常用饲料成分及营养价值动态数据库管理系统。在此基础上对饲料成分及营养价值的变异性进行了初步研究。任何饲料成分及营养价值均具有变异性,但线性规划配方算法中没有考虑这种变异性。本文计算出了四川猪(31种原料)、鸡(19种饲料原料)常用饲料成分及营养价值的平均值、标准差及变异系数,作为该系统移植到饲料厂前的系统基底数据。

从数据挖掘探析桂枝汤临床运用规律

从用药规律、桂芍比变化规律、病机治法、桂芍比与病机治法关联、治法与药物归类关联、症状及舌脉象统计结果、用药季节来分析桂枝汤临床运用总体特点,结果表明:桂芍比例变化是该方发挥调和功效的核心。

从数据挖掘探析桂枝汤临床运用规律(续)

从用药规律、桂芍比变化规律、病机治法、桂芍比与病机治法关联、治法与药物归类关联、症状及舌脉象统计结果、用药季节来分析桂枝汤临床运用总体特点,结果表明:桂芍比例变化是该方发挥调和功效的核心。

土壤侵蚀因素对紫色丘陵区坡耕地耕层质量影响

土壤侵蚀是导致坡耕地耕层土壤质量退化和土壤生产力不稳定的关键因素。该文以紫色丘陵区坡耕地为例,对坡耕地不同地力等级耕层土壤质量、渗透性能及耕层类型进行聚类分析,讨论了土壤侵蚀对坡耕地耕层厚度影响及合理耕层土体构型。结果表明:(1)紫色土坡耕地耕层土壤质量具有中等程度变异性,有效土层厚度(15~80 cm)和耕层厚度(15~25 cm)变异系数分别为12.18%和37.26%,土壤有效磷变异系数可达94.51%,说明土壤物理指标变异性小于化学指标变化;三级以下地力耕层构型为近似全虚或全实剖面结构,五等地力坡耕地产量下降50%左右。(2)紫色土坡耕地不同坡位、不同垂直深度的耕层土壤物理性质、持水性能及耕作性能差异显著(P<0.05),土壤容重为上坡>下坡>中坡,土壤抗剪强度为上坡>中坡>下坡,土壤稳定入渗为下坡>中坡>上坡,土壤贯入阻力表现为中坡>上坡>下坡;除土壤入渗外,土壤容重、抗剪强度、贯入阻力均表现为底土层>心土层>耕层;坡耕地0~40 cm土层中蓄存降水可被农作物利用70%左右。(3)中度侵蚀程度坡耕地,年均耕层厚度薄化值为1.04~3.04 mm,坡耕地合理耕层建立可选择有效土层厚度、耕层厚度、土壤容重、土壤抗剪强度、土壤有机质、土壤渗透性为坡耕地合理耕层评价最小数据集,耕层构型总体保持上虚下实型、耕层厚度20~25 cm、有效土层厚度50~60 cm。(4)紫色土坡耕地可分为四种耕层类型,其障碍耕层主要表现为有效土层厚度限制型(第II类)、耕层厚度限制型(第III类)和土壤养分限制型(第IV类),分别占耕层总量30%、10%、3%;紫色土坡耕地合理耕层建立应重点关注有效土层厚度和耕层厚度调控。研究结果可为客观认识土壤侵蚀与紫色土坡耕地耕层退化关系、合理耕层构建提供理论依据和技术参数支持。

M3、ASI法测定土壤养分数据的应用初报

将M3、ASI方法测试土样数据与常规方法测试的数据比较,得出其相关性。其中:磷R(旱田)=0.938779,R(水田)=0.905098;钾R(旱田)=0.865785,R(水田)=0.928413。按照公式将M3方法测试的磷钾数据转换成常规方法数据,并以常规方法评价指标为依据,解决了磷钾数据应用问题。氮的数据经比较没有相关性,可对照土壤有机质、速效氮的分级指标与氮素推荐量,根据目标产量和农户实际用肥量,提出氮的推荐量。

基于最小数据集的成都平原某区土壤养分综合评价体系的构建

成都平原是我国重要的粮食、蔬菜、水果产地,进行土壤养分综合评价有利于了解区域土壤养分空间分布、丰缺程度,对区内土地的合理利用、养分变化监测具有重要作用。为此,本文基于土壤地球化学数据,通过相关分析、主成分分析、Norm值计算,构建了研究区土壤养分综合评价的最小数据集(MDS),并对比了国内16个MDS土壤养分评价体系。结果表明:研究区土壤pH均值为6.44,有机质、碱解氮、有效磷、速效钾达到丰富的样品占比分别为10.67%、40.19%、47.59%、41.89%。研究区土壤养分综合评价的MDS为有机质、全磷、Zn、Co,能够较好反映全数据集对土壤养分综合评价的信息。通过MDS土壤养分评价,研究区土壤养分综合评价指数得分均值为0.578 3,低于0.3的区域面积占比为2.25%,得分高于0.6的区域面积占比为40.49%,土壤肥力较好。在土壤养分评价体系中,有机质和磷(全磷或有效磷)是MDS的重要指标。