【摘 要】
：
当前,农业发展主要朝着两个方向迈进,即精准农业和智慧农业方向,农作物生长阶段的有效识别正是这两大方向在农业发展上的重要应用。然而,现阶段将农作物图像特征应用于农作物生长阶段识别的研究还处于探索阶段。本研究根据水稻绿叶面积的变化,依据水稻图像计算了一种名为分形维数的水稻纹理参数,并通过试验证明该参数能够有效地提高模型的分类效果。根据提取的分形维数,本文提出了一种基于机器学习和分形维数的水稻生长阶段识
【基金项目】
：
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（项目批准号: 2662022LXYJ003）“基于自适应kriging法的农业机器人可靠性提升技术及土壤水分检测研究”；
论文部分内容阅读
当前,农业发展主要朝着两个方向迈进,即精准农业和智慧农业方向,农作物生长阶段的有效识别正是这两大方向在农业发展上的重要应用。然而,现阶段将农作物图像特征应用于农作物生长阶段识别的研究还处于探索阶段。本研究根据水稻绿叶面积的变化,依据水稻图像计算了一种名为分形维数的水稻纹理参数,并通过试验证明该参数能够有效地提高模型的分类效果。根据提取的分形维数,本文提出了一种基于机器学习和分形维数的水稻生长阶段识别方法。首先,利用华中农业大学智慧农业团队开发的水稻自动表型RAP系统来获取水稻的表型特征数据集,并对图像数据进行图像预处理。应用RAP系统来获取水稻于分蘖期、拔节期以及抽穗期三个生长阶段的表型特征数据集以及水稻彩色图像,并将所述的水稻表型特征数据集进行筛选。进一步对收集到的水稻彩色图像进行灰度化处理,采用B通道灰度化得到水稻灰度图;再利用Ostu分割法将水稻图像进行二值化处理,根据膨胀及腐蚀运算对水稻二值图进行去噪。然后,考虑到水稻图像随生长递增所表现的无标度性和自相关性,提取出水稻图像的分形维数特征并将此类水稻特性进行数值化。对水稻二值图像,采用计盒维数法计算在二值图下基于水稻整体和外接矩形的两种分形维数,分别记为DBCS和SFD;再对水稻灰度图像,采用计盒维数法和随机游走法计算在灰度图下基于水稻整体的两种分形维数,分别记为DBCG和FBC。根据分形维数随着水稻的生长所呈现的正态性结合植物学理论,给出本研究加入分形维数的意义。最后,针对水稻表型数据集进行特征筛选以及分类器构建,并对原始Adaboost集成模型进行结构优化。将水稻数据集中的所有特征于两两阶段进行显著性检验,将不显著的特征剔除;再采用随机森林特征筛选法进行特征选择,计算每一个特征对于水稻生长阶段识别的贡献度,并保留贡献度排名前八个特征;利用六种传统分类器进行分类模型构建,并将BP神经网络代替传统的Adaboost集成分类器的弱分类器CRAT决策树,最终经过十折交叉验证以及贝叶斯优化调参后,精确率达到97.33%,准确度达到94.39%,F1值达到0.94。
其他文献
汉代的瓦当书法因其装饰美而成为建筑的点睛之笔。瓦当书法装饰美的形成有三个原因:首先,瓦当书法和统治阶级使用的建筑之间存在天然而密切的联系,瓦当上的文字内容体现了王权意志、标明了建筑名称、寄托了思想情感,其书法风格也与建筑属性相配适,隐含着对瓦当书法装饰美的诉求;其次,瓦当书法由书吏在柔软的陶土上书写,然后经由工匠摹刻、烧制完成,需要经过书写和制作两个环节,较其他书法形式更为复杂,这种先书后制的流程
摄影是关乎时间与空间的艺术,其最基本的属性是时间切割性和原真复制性,通过历代摄影家对摄影本体美学的探索,具有社会与艺术双重价值的纪实性摄影逐渐发展成摄影艺术的核心组成部分。纪实性摄影是基于摄影对时间与空间的记录功能所产生的艺术形式,是摄影的根本属性和内在需求。“纪实”不是固定的样式或套路,而是一种摄影的态度和创作方法。从早期的文献档案摄影,到社会性纪实,再到二战后的个人化纪实,纪实性摄影随着社会的
本文通过梳理数字雕塑的发展脉络,分析当代雕塑创作中数字技术的应用案例,总结数字技术对传统雕塑创作的影响,以及在雕塑领域的创作优势。在当代雕塑领域应用的各个方面,分多个层次对比出数字雕塑相较于传统泥塑制作的优势、对创作方式改变、观念的革新、与雕塑理论的发展等时代意义。数字雕塑因创作空间的虚拟性、独特的存在方式、数字式的创作材料等特性,提高了制作的效率,开拓了艺术家雕塑创作的全新视野,也带给观众不同以
大数据时代下,机器学习被广泛运用到处理各种分类预测问题中。保险交叉销售预测可视为一个二分类问题,即客户对保险交叉销售产品感兴趣和不感兴趣两种。通过建立一个快速准确的分类模型来预测客户对保险交叉销售产品是否感兴趣,有助于保险公司精准识别投保客户群体,大幅降低保险公司搜寻客户的时间和费用成本,增加公司利润。因此,运用机器学习方法来建立一个适合保险交叉销售数据的预测模型对保险公司来说具有重要的现实意义。
传统高温合金材料的开发是根据生产经验来设计合金的元素成分和工艺参数。高温合金制备成形后,通过拉伸测试和硬度测试等实验方法测定该合金的性能,然后不断重复上述步骤来确定最好的元素成分和工艺参数,此过程中存在成功率低、时间消耗大、计算成本高等诸多问题。近年来,以数据驱动的机器学习方法已成功地应用于材料性能预测、新材料发现以及其他用途,节省实验成本和时间消耗,推动高温合金材料的发展。但获取数据需要大量投入
在对变量和响应之间的关系进行建模前,常常会尽可能全面地收集变量。此过程易引入无效变量,从而导致变量维数过高,提升建模难度。变量选择策略通过筛选有效变量来提升模型的计算便利性和可解释性,在统计和机器学习领域引起广泛关注。已有的变量选择算法主要可分为三大类:基于稀疏正则的算法、基于多重假设检验的算法和基于Knockoff框架的算法。其中基于Knockoff框架的算法能保障变量选择错误发现率（False
为了积极应对人口老龄化,我国实施了一对夫妻可以生育三个子女的政策,由此高龄产妇人数也逐年增多。同时,由于怀孕期间往往需要补充更多的营养,以及体内激素变化等原因,导致妊娠糖尿病发生率呈现增长趋势。妊娠糖尿病是围生期婴儿出现死亡最重要的原因之一,因此实现早期筛查与准确诊断,具有重要的应用价值。近年来智慧医疗和人工智能技术不断进步,许多学者致力于研究能够梳理复杂医学数据间关系的机器学习技术。但是,目前将
叶宁（1919-2017）作为中国近现代舞蹈发展事业中的一位重要人物,对中国古典舞、舞蹈教育、舞蹈美学、舞蹈评论、舞蹈刊物的建设等都做出了巨大的贡献,在理论和实践的关系上,真正做到了“知行合一”。本文以“叶宁在舞蹈研究上的知行合一”为研究对象,力图通过对叶宁在舞蹈事业上所“知”与所“行”的分析,反观她作为新中国第一代舞蹈教育家、舞蹈理论家、舞蹈美学家在带领舞蹈事业发展过程中所作出的贡献,并总结出她
本文以舞蹈亚文化宅舞作为研究对象,运用舞蹈人类学的方法论,结合人类学、传播学和社会学相关视角和理论,对宅舞舞蹈活动的参与规则以及文化逻辑进行深描。在此基础上,从后亚文化的研究视角出发,对宅舞的亚文化特性给予深度考察与阐述,并尝试分析宅舞的本土化过程。本文共有六部分。第一部分为绪论,主要介绍选题缘由与意义、研究方法,以及对田野工作进行大致的概括。第二部分为第一章,从与宅舞的相关概念的界定出发,谈到宅
“他者”本是后殖民语境中的概念,曾意味“外来者,非本民族的和带有贬义的侵略者。”随着研究视角的广泛性,其内涵也随之发生迁移,如今多涉及文化研究中的身份与认同问题。本论文基于研究对象的特殊性和整体的文化研究视角,将后殖民理论和跨文化研究中的“他者”这一概念与研究对象融合,摒弃了传统研究对于“他者身份”的贬化和排斥性,而站在文化交流与传播的立场上接纳、重申“他者”的重要性,并从文化身份变迁入手来剖析具