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基于随机森林特征优选的雪茄烟叶晾制过程含水率预测
被引量：
10
1
作者
邢卓冉
张凯
+7 位作者
刘旭东
马明
刘冰洋
丁松爽
时雅琪
安继鹏
高浩杰
时向东
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期343-354,共12页
针对雪茄烟叶晾制过程含水率人工判断主观性强、准确度低等不足,以及对影响雪茄烟叶晾制过程含水率预测的重要表观特征尚不明确等问题,该研究基于图像特征提取以及机器学习技术实现雪茄烟叶晾制过程含水率的预测。试验以雪茄烟品种“云...
针对雪茄烟叶晾制过程含水率人工判断主观性强、准确度低等不足,以及对影响雪茄烟叶晾制过程含水率预测的重要表观特征尚不明确等问题,该研究基于图像特征提取以及机器学习技术实现雪茄烟叶晾制过程含水率的预测。试验以雪茄烟品种“云雪2号”为试验材料,获取晾制过程的烟叶图像的颜色、轮廓、纹理以及部位四类特征并筛选出雪茄烟叶含水率预测的优选图像特征子集。在此基础上,构建了随机森林(random forest,RF)、支持向量机(support vector regression,SVR)与反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)模型,并利用遗传算法(genetic algorithm,GA)对各模型超参数进行优化,将原始图像特征集与优选图像特征集输入3个机器学习模型,构建出6种模型-特征组合方案,依据晾制时期对原始数据集进行划分,并对测试集进行预测。最终结果显示:GA-SVR模型+优选图像特征子集的组合方案在测试集上表现最优,其决定系数(coefficient of determination,r^(2))与均方误差(mean square error,MSE)分别为0.980和0.001,且运行时间最短(运行时长为0.128 s)。研究结果可为雪茄烟叶晾制过程智能化控制提供理论依据。
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关键词
图像处理
含水率
随机森林
特征优选
雪茄烟叶
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职称材料
遮荫栽培条件下茄衣烟田微气候特征及其对烟株生长发育和烟叶质量的影响
被引量：
14
2
作者
王硕立
薛子钟
+5 位作者
丁松爽
侯冰清
赵曦
刘冰洋
时雅琪
时向东
《南方农业学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期2218-2227,共10页
【目的】探究遮荫栽培条件下茄衣烟田微气候特征对烟株生长发育和发酵后烟叶质量的影响,以期为国产茄衣遮荫栽培提供理论依据。【方法】以雪茄烟品种云雪1号为试验材料,设透光率100%(CK)、75%(T1)和65%(T2)3个处理,分析不同处理下的烟...
【目的】探究遮荫栽培条件下茄衣烟田微气候特征对烟株生长发育和发酵后烟叶质量的影响,以期为国产茄衣遮荫栽培提供理论依据。【方法】以雪茄烟品种云雪1号为试验材料,设透光率100%(CK)、75%(T1)和65%(T2)3个处理,分析不同处理下的烟田微气候特征及其对烟株农艺性状、生物量积累与分配及发酵后烟叶主要品质特征的影响。【结果】遮荫处理能降低烟田的气温、光照强度、昼夜温差及≥10℃有效积温,提高相对湿度。遮荫对烟株株高、茎围、最大叶面积、生物量积累等生长发育指标均有显著影响(P<0.05,下同)。其中,株高、最大叶面积、叶生物量均以T2处理最高,且在遮荫后40 d时增幅最大,而茎围则以CK最大。T2处理烟叶的叶片结构、油分、颜色均匀度、支脉粗细等外观质量指标得分最高,其拉力强度也显著高于其他处理。遮荫处理茄衣产量和茄衣产出率均显著高于CK,与CK相比,T1和T2处理茄衣产量分别显著增加5.87%和13.78%,茄衣产出率分别显著增加8.56%和18.56%。相关分析结果表明,遮荫条件下温度(积温、≥10℃有效积温和平均气温)的降低是烟株叶厚、茎围和根茎生物量积累减少的主要原因;平均光照强度降低和平均相对湿度增加是提升烟叶外观质量和物理特性的关键因素。【结论】遮荫能降低茄衣烟田的环境温度和光照强度,提高相对湿度,使烟株的形态发育和物质积累产生改变,从而提高茄衣产量和茄衣产出率,也使发酵后烟叶的外观和物理指标更符合工业使用。综合来看,在豫西南遮荫种植茄衣时以65%透光率较适宜。
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关键词
遮荫栽培
田间微气候
茄衣烟叶
生长发育
烟叶质量
相关分析
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职称材料
题名
基于随机森林特征优选的雪茄烟叶晾制过程含水率预测
被引量：
10
1
作者
邢卓冉
张凯
刘旭东
马明
刘冰洋
丁松爽
时雅琪
安继鹏
高浩杰
时向东
机构
河南农业大学
烟
草学院/国家
烟
草栽培生理生化
研究
基地/
烟
草行业
烟
草栽培重点实验室
湖南省
烟
草
公司
怀化市
公司
中
国
烟
草总
公司
郑州
烟
草
研究
院
安徽中烟工业责任有限公司雪茄研究所
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期343-354,共12页
基金
国家自然科学基金项目(32101851)
河南省重点研发与推广专项(222102110163)
湖南雪茄烟叶晾制技术研究与应用(HN2022KJ03)。
文摘
针对雪茄烟叶晾制过程含水率人工判断主观性强、准确度低等不足,以及对影响雪茄烟叶晾制过程含水率预测的重要表观特征尚不明确等问题,该研究基于图像特征提取以及机器学习技术实现雪茄烟叶晾制过程含水率的预测。试验以雪茄烟品种“云雪2号”为试验材料,获取晾制过程的烟叶图像的颜色、轮廓、纹理以及部位四类特征并筛选出雪茄烟叶含水率预测的优选图像特征子集。在此基础上,构建了随机森林(random forest,RF)、支持向量机(support vector regression,SVR)与反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)模型,并利用遗传算法(genetic algorithm,GA)对各模型超参数进行优化,将原始图像特征集与优选图像特征集输入3个机器学习模型,构建出6种模型-特征组合方案,依据晾制时期对原始数据集进行划分,并对测试集进行预测。最终结果显示:GA-SVR模型+优选图像特征子集的组合方案在测试集上表现最优,其决定系数(coefficient of determination,r^(2))与均方误差(mean square error,MSE)分别为0.980和0.001,且运行时间最短(运行时长为0.128 s)。研究结果可为雪茄烟叶晾制过程智能化控制提供理论依据。
关键词
图像处理
含水率
随机森林
特征优选
雪茄烟叶
Keywords
image processing
moisture content
random forest
feature selection
cigar leaf
分类号
S572 [农业科学—烟草工业]
TP181 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
遮荫栽培条件下茄衣烟田微气候特征及其对烟株生长发育和烟叶质量的影响
被引量：
14
2
作者
王硕立
薛子钟
丁松爽
侯冰清
赵曦
刘冰洋
时雅琪
时向东
机构
河南农业大学
烟
草学院/国家
烟
草栽培生理生化
研究
基地/
烟
草行业
烟
草栽培重点实验室
南阳市
烟
草
公司
社旗县分
公司
山东
中
烟
工业
有限
责任
公司
南阳市
烟
草
公司
西峡县分
公司
安徽中烟工业责任有限公司雪茄研究所
出处
《南方农业学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期2218-2227,共10页
基金
国家自然科学基金项目(32101851)
山东中烟工业有限责任公司科技计划项目(2022370000340544)
南阳市烟草公司科技计划项目(NYYCKJ202201)。
文摘
【目的】探究遮荫栽培条件下茄衣烟田微气候特征对烟株生长发育和发酵后烟叶质量的影响,以期为国产茄衣遮荫栽培提供理论依据。【方法】以雪茄烟品种云雪1号为试验材料,设透光率100%(CK)、75%(T1)和65%(T2)3个处理,分析不同处理下的烟田微气候特征及其对烟株农艺性状、生物量积累与分配及发酵后烟叶主要品质特征的影响。【结果】遮荫处理能降低烟田的气温、光照强度、昼夜温差及≥10℃有效积温,提高相对湿度。遮荫对烟株株高、茎围、最大叶面积、生物量积累等生长发育指标均有显著影响(P<0.05,下同)。其中,株高、最大叶面积、叶生物量均以T2处理最高,且在遮荫后40 d时增幅最大,而茎围则以CK最大。T2处理烟叶的叶片结构、油分、颜色均匀度、支脉粗细等外观质量指标得分最高,其拉力强度也显著高于其他处理。遮荫处理茄衣产量和茄衣产出率均显著高于CK,与CK相比,T1和T2处理茄衣产量分别显著增加5.87%和13.78%,茄衣产出率分别显著增加8.56%和18.56%。相关分析结果表明,遮荫条件下温度(积温、≥10℃有效积温和平均气温)的降低是烟株叶厚、茎围和根茎生物量积累减少的主要原因;平均光照强度降低和平均相对湿度增加是提升烟叶外观质量和物理特性的关键因素。【结论】遮荫能降低茄衣烟田的环境温度和光照强度,提高相对湿度,使烟株的形态发育和物质积累产生改变,从而提高茄衣产量和茄衣产出率,也使发酵后烟叶的外观和物理指标更符合工业使用。综合来看,在豫西南遮荫种植茄衣时以65%透光率较适宜。
关键词
遮荫栽培
田间微气候
茄衣烟叶
生长发育
烟叶质量
相关分析
Keywords
shading cultivation
field microclimate
wrapper tobacco leaf
growth and development
tobacco leaf quality
correlation analysis
分类号
S572 [农业科学—烟草工业]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于随机森林特征优选的雪茄烟叶晾制过程含水率预测
邢卓冉
张凯
刘旭东
马明
刘冰洋
丁松爽
时雅琪
安继鹏
高浩杰
时向东
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
10
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职称材料
2
遮荫栽培条件下茄衣烟田微气候特征及其对烟株生长发育和烟叶质量的影响
王硕立
薛子钟
丁松爽
侯冰清
赵曦
刘冰洋
时雅琪
时向东
《南方农业学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
14
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