時間:2023-12-14 10:03:41
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[摘要] 目的 研究大孔樹脂富集肝達康顆粒中芍藥苷的工藝條件。方法 采用HPLC法測定的芍藥苷含量為指標,考察了不同種大孔樹脂對芍藥苷的富集效果。結果 X-5型樹脂對芍藥苷的保留率在75%以上。結論 部分大孔樹脂可用于富集肝達康顆粒中芍藥苷成分。
[關鍵詞] 肝達康顆粒;芍藥苷;大孔吸附樹脂
肝達康顆粒由白芍、柴胡、當歸等15味中藥制成,白芍為君藥,其主要成分為芍藥苷。為達到劑量小、服量小的現代中藥要求,有必要對提取物進行精制純化。目前,大孔樹脂在中草藥成分的精制、分離、純化、富集等方面的應用越來越廣泛。為此,本實驗以芍藥苷含量為指標,考察了幾種大孔樹脂對肝達康顆粒中芍藥苷的富集效果。
1 儀器與試藥
1.1 儀器 Agilent 1100 series高效液相色譜儀、DAD檢測器、PhenomenexC18-ODS柱(4.6 mm×250 mm,5 μm),Rev.A.06.01軟件版本;SK3300H超聲波清洗器(上海科導超聲儀器有限公司);800B臺式離心機。
1.2 試藥 白芍、柴胡、當歸等15味等中藥經鑒定符合中國藥典(2005年一版)有關規定;樹脂型號X-5,AB-8均來自南開大學化工廠;D101大孔樹脂(上海匯脂樹脂廠);芍藥苷對照品(中國藥品生物制品檢定所);甲醇、乙醇、無水乙醇及其他試劑均為分析純。
2 方法及結果
2.1 芍藥苷含量測定方法的建立
2.1.1 色譜條件 色譜柱:C18-ODS柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動相:乙腈-0.1%磷酸溶液(14∶86);柱溫:25 ℃;檢測器:DAD;檢測波長:230 nm;流量:1.0 ml/min。理論塔板數按芍藥苷計算不少于5000,分離度大于2。
2.1.2 線性關系的考察 精密稱取芍藥苷對照品6.6 mg,置于50 ml容量瓶。加入無水乙醇并稀釋至刻度,搖勻即得(每1 ml溶液中含芍藥苷132 μg)。精密吸取對照品溶液2、4、6、8、10、12 μl注入高效液相色譜儀,照上述色譜條件測定峰面積。以芍藥苷濃度為橫坐標,峰面積為縱坐標,得回歸方程Y=1068.39 X-5.77,r=0.9999。表明芍藥苷進樣量在0.264~1.584 μg范圍內線性關系良好。見圖1。
2.1.3 精密度考察 精密吸取芍藥苷對照品8 μl,連續進樣5次,芍藥苷平均峰面積為1135.6142,RSD為0.21%(n=5)。見圖2。
2.1.4 穩定性考察 分別于0、4、8、12 h精密吸取供試品溶液8 μl,按上述色譜條件測定峰面積積分值,結果RSD為0.34%,表明芍藥苷在12 h內穩定。見圖3。
2.1.5 重現性考察 取同一批白芍藥材2 g,共5份。按上述條件,測定其芍藥苷面積積分值,RSD為1.02%(n=5),說明結果重現性良好。
2.1.6 回收率考察 精密稱取相當于2 g白芍飲片的干膏,共5份,分別加入芍藥苷對照品溶液(132 μg/ml),按照供試品溶液的制備方法進行制備,測定芍藥苷的含量,平均回收率為(99.27±1.00)%,RSD為1.33%(n=5)。
2.2 過柱處理
2.2.1 藥液的制備 白芍投料量為6 g。柴胡、當歸等6味首提揮發油,藥渣及余液與白芍等7味加水共煎2次,每次2 h,合并煎液,濾過;鱉甲加水煎煮3次,每次2 h,合并煎液,濾過;湘曲浸提3次,合并浸提液,濾過;以上藥液合并濾過濃縮至300 ml,即得。
2.2.2 樹脂的預處理[1] (1)先用乙醇在柱上流動清洗,不時檢查流出的乙醇液,至乙醇液與水混合(1∶5)不呈白色渾濁,然后以大量蒸餾水洗去乙醇至無醇味;(2)用5%HCl洗脫,再用蒸餾水洗至中性;(3)用2%NaOH洗脫,再用蒸餾水洗至中性。
2.2.3 過柱 精密吸取25 ml藥液[2],分別通過大孔吸附樹脂(柱長16 cm,內徑1.5 cm,裝高12 cm,床體積為21.1 cm),流速為每分鐘約1~2 cm,然后用50%的乙醇150 ml洗脫,收集洗脫液。適當濃縮后,放冷轉至25 ml容量瓶中,加水至刻度,搖勻,即得過柱液。
2.3 測定
2.3.1 總固形物的測定 取已處理好的大孔樹脂,吸取肝達康提取液25 ml上柱,按上述條件洗脫,收集洗脫液,置已稱定重量的潔凈干燥燒杯內,置水浴中蒸干,取出,放在105 ℃烘箱中烘1 h,取出,放干燥箱內冷卻30 min,稱定重量,計算總固形物含量。結果見表1。表1 過大孔吸附樹脂前后總固形物的測定 從表1可知,通過大孔樹脂吸附柱后,每克生藥的總固形物較未過柱大幅度下降,尤其是X-5和D101型號樹脂的精制純化效果更為明顯,可以達到減少服用劑量的目的。本文由教育大論文下載中心WwW.JiaoYuDa.CoM整理
2.3.2 芍藥苷含量的測定 供試品溶液的制備:分別精密吸取各種樹脂過柱液1 ml,轉至10 ml容量瓶中,加甲醇至刻度,搖勻,離心10 min,取出,取上清液作為供試品溶液。測定:取對照品溶液和供試品溶液20 ml,注入高效液相色譜儀,測定積分值。結果見表2。表2 過大孔吸附樹脂前后芍藥苷含量的測定 從表2結果可知:X-5、AB-8兩種樹脂對芍藥苷的吸附較好,其中X-5吸附率超過75%;D101較差。前兩種符合精制要求。綜合考察總固形物的保留率和芍藥苷的收得率,選擇X-5用于精制純化肝達康顆粒。
3 討論
本試驗比較了3種大孔吸附樹脂對肝達康顆粒提取液中芍藥苷成分的富集效果,最后選用X-5型大孔樹脂精制純化。采用此工藝能較大程度的富集芍藥苷有效成分,其含量可以達到質量標準的要求,可以考慮進行工業化大生產。
大孔樹脂用于中藥精制純化的工藝參數包括上樣量的選擇,洗脫劑濃度的篩選,洗脫劑用量的確定等方面。為更加全面地掌握X-5型大孔樹脂用于肝達康顆粒的精制工藝,有必要在下階段進一步研究。
[參考文獻]
關鍵詞:TM遙感影像;山西省;反演模型;土壤有機質
1. 引言
土壤有機質對于增加土壤肥力以及促進植物生理活性具有重要意義[1]。研究土壤有機質的空間分布,可以提高土壤質量,確保農業可持續發展。遙感技術已被廣泛地使用在土壤調查之中。相比傳統土壤有機質的測定方法,遙感技術具有時限性與可獲取性等優勢。本文使用遙感影像分析山西省土壤有機質空間分布,可以有效地促進山西省的資源轉型。
2. 材料和方法
2.1 研究區概況
山西省地處華北西部的黃土高原東翼。地理坐標為東經110°14'~114°33'、北緯34°34'~40°44'。土地面積為156700km2 [2]。全省地貌類型相對較復雜,包括丘陵、盆地等地貌,丘陵與山地占到全省的三分之二。山西省境內坡地與旱地較多,且耕地產量較低。
2.2 土壤樣品處理
本研究將山西省2008年的耕地評價數據作為土壤樣品數據,在經過對土壤有機質實測數據(0cm~20cm)均勻篩選,剔除異常值[3]后,得到392個土壤樣品。
2.3 遙感技術測定法
2.3.1 遙感影像預處理
本文采用Landsat-5TM的L2級TM數據,影像獲取時間為:2008年3月和2008年11月,和本次獲取的土壤樣點時間基本一致。所使用的影像已經過系統輻射校正和幾何校正,仍需要進一步的輻射校正等處理。輻射校正包括輻射定標、大氣校正。消除系統誤差采用的是輻射定標,消除外部誤差采用的是大氣校正[4]。本文將影像單波段band1~5,7合成。把DN值轉換為輻射亮度值L,然后使用不變目標法相對大氣校正方法清除光照等對地物反射的影響。對影像采用先輻射歸一化后拼接,從而合成研究區的遙感影像圖。
2.3.2 耕地圖層提取
結合使用監督與非監督分類能較好地提高分類精度,本文利用上述方法得到山西省耕地圖層。分類后處理得出耕地像元面積是50918.67km2,與山西省實際耕地面積相差約6%,結果表明分類精度較高。
2.3.3 處理光譜數據
通過對可見光區域的光譜值進行對數變換,能有效地減少光照變化所引起的乘性因素影響。有研究發現,低階微分處理后的光譜數據能夠去除部分光照等因素的影響[5]。本文對光譜值采取各種數學變換,找出對有機質含量最敏感的指標。
2.3.4 劃分區域
本研究根據山西省地形地貌、土壤等自然因素,把山西省劃分成四個區域:中南部盆地邊山丘陵區、北部邊山丘陵區、西部黃土丘陵溝壑區、東部丘陵低山區。根據四個區域分別反演的山西省土壤有機質含量更準確。
2.3.5 模型建立與驗證
經對比得出,有機質含量和對應的光譜值及其數學變換之間采用指數關系表示效果最好。本研究使用多元逐步回歸分析方法建立土壤有機質反演模型,最后,采用均方根誤差驗證模型。
3. 結果與分析
3.1 土壤有機質含量與光譜值之間的關系
3.1.1 中南部模型建立與驗證
使用中南部盆地邊山丘陵區71個樣本,在SAS軟件中經過多元逐步回歸分析,建立中南部區域有機質反演模型如下:
(1)
采用36個實測點對模型進行驗證,檢驗樣點系數R2=0.64,模型精度較高。
3.1.2 北部模型建立與驗證
使用51個樣點建立北部土壤有機質含量的反演模型為:
(2)
采用38個樣點進行驗證,檢驗樣點系數R2=0.62。
3.1.3 東部模型建立與驗證
使用57個樣點建立東部土壤有機質含量的反演模型為:
(3)
使用39個樣點進行模型驗證,檢驗樣點系數R2=0.60。
3.1.4 西部模型建立與驗證
采用61個樣點建立西部土壤有機質反演模型為:
(4)
采用39個樣點驗證模型,檢驗樣點系數R2=0.66。
3.2 山西省表層土壤有機質含量空間分布
將四個區域遙感影像耕地圖,分別通過各自區域模型進行運算后,得到如下山西省耕地有機質分布,如下圖1所示:
結果顯示,山西省耕地土壤有機質含量從西北到東南逐漸升高。全省地勢從西北到東南依次降低。西北部是黃土高原,土壤有機質含量較低,大多介于3.42g/kg~8.66g/kg之間。晉北地勢較高,雨水少,多數為旱生草本植物,土壤有機質含量最低。東南部有機質含量最高,這是由于東南部主要為褐土,降水量較多。東南部部分區域土壤有機質含量大于29.62g/kg。中部地區大多為潮土,其保肥性能較好,所以其有機質含量也相對較高。有機質含量由北到南依次過渡到13.91g/kg~19.14g/kg,部分地區有機質含量超過19.14g/kg。西部區域有機質含量低于東部區域,這是由于西部土壤類型屬于灰褐土,是介于森林草原與干旱草原之間,而且東南部年降雨量大于西北部地區。山西省土壤類型、降雨量、地形地貌等因素是形成以上土壤有機質含量空間分布的主要原因。
4. 結論
本文通過對遙感影像預處理及對光譜值采取各種數學變換,分別建立了山西省四個區域的土壤有機質含量反演模型。結果表明利用TM影像能夠直觀地顯示出山西省耕地土壤有機質含量的空間分布。在后續研究中,采用高光譜遙感技術建立模型,能夠更精準地獲取土壤光譜信息,提高模型精度。
參考文獻:
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[2] 康志文.山西省旱作農業發展戰略探討[D].西北農林科技大學,2006,11.
[3] 楊希東.實驗數據異常值的剔除方法[J].唐山師專學報,1998,20(5).
【中圖分類號】R352【文獻標識碼】B【文章編號】1005-0515(2011)03-0351-01
真空冷凍干燥簡稱凍干,就是把含有大量水分的物質預先進行降溫東結成固體,然后一定真空條件下使水蒸氣直接從固體中升華出來,而物質本身留在凍結時的冰架中。它是一種現代化的干燥技術。是真空技術、制冷技術和干燥技術的結合。又是一門跨越多個學科領域的交叉科學。涉及傳熱傳質、流體力學、自動控制、食品營養、生物工程材料等專業知識。由于在低溫及真空狀態下完成對制品的脫水干燥,而成為醫學生物制品中首選的干燥保存方法。該技術最早于1813年由英國華萊斯頓發明,1909年沙克爾用真空升華干燥法對抗菌素、菌種、狂太病毒及其他生物制品進行凍干保存,取得較好效果。
冷凍干燥是用來干燥熱敏性物質和需要保持生物活性的物質的一種有效方法。該技術最大程度上防止了生物制品、藥品在水和熱的作用下很容易產生的性變和分解,對生物組織和細胞體損傷較少,能減少活菌體及病毒的死亡。低溫干燥,物質中揮發性成分損失很小,微生物的生長和酶的作用無法進行,能保持原來性狀。由于干燥在真空下進行,氧氣較少,因此易氧化的物質的到了保護。干燥能排除95%~99%以上水分、使干燥后產品能長期保存而不致變質。例如,人血漿在液體狀態只保存幾個月,而凍干后可保存5~10年。麻疹弱毒活疫苗在液態的有效期為三個月,凍干后可延長一年。真空冷凍干燥的缺點是投資大、維護費用高、因而產品成本高。現在國內許多制藥企業都用冷凍干燥法加工藥物,如各種抗生素、生物提取物、疫苗、酶制品等。
1 凍干機性能選擇
藥用凍干技術必須符合《GMP》規范,一臺較完善的凍干設備除了容納最新的凍干技術外,其性能還必須具備安全性、可靠性、適應性和經濟性四個方面的綜合能力。
凍干機的容量、規格,包括隔板面積、冷凝器補水量、隔板尺寸、隔板間距等,都應與生產量大小相匹配。
隔板正反面都要相當平整,板溫均勻,板與板之間、板的每個點溫差應控制在正負1°C內,才能保證整批產品質量均一。
冷凝器的溫度應能在1~2小時內降至所需溫度,一般為-45°C以下。
箱體的真空度,空箱測定應在30min內達到2.66Pa,凍干箱體、板層和水汽凝結器、蒸汽冷凝管均屬受內外壓部件,它們在真空下的泄漏對藥品可能造成污染,因此凍干設備中內外壓部件都必須進行嚴格的泄露測量,使之符合安全性指標。
箱體應采用優質不銹鋼材質、設計合格、方便清洗、高度耐腐蝕。凡是直接和間接接觸藥品的凍干箱體、板層、軟管、活塞桿和水汽凝結器、蒸汽冷凝管以及各類真空閥門,管道件等選用抗腐蝕性佳的進口低碳不銹鋼材質sus304(L)或sus316(L)。為了便于人工清潔和CIP自動在線清洗凍干箱體、板層和水汽凝結器,這些部件內部構造盡可能簡單,以最少的零件達到同樣的功能。清洗水必須是50~60°C不得重復使用的超濾水,零件容易拆裝、維修方便、不允許有死角等不易清潔的結構。凍干箱體采用大圓角結構,所用的焊接結構經氬弧焊焊后修磨成圓弧角或45度角。板層連接軟管sus304(L)不帶網體整體螺旋管,箱內管道和箱底設計略有坡度,為了達到在高真空下最小的材質放氣量和清潔的目的,凍干箱體和板層表面必須進行鏡面拋光處理。
2 凍干機附屬裝置
2.1 液壓裝置,由于凍干后在箱內整箱軋塞,板層能上下自由移動,有利于箱內清洗,容易接近箱內各個部位。
2.2 有限量泄漏裝置,用于控制箱內真空度,有控制的摻入氮氣或無菌空氣,它將有利于二次干燥階段制品的升溫,可縮短凍干周期2~3小時。
2.3 控制系統,主要控制隔板溫度,可通過記錄儀保存產品溫度,、隔板溫度、冷凝器溫度、箱體真空度等,并設有連鎖報警,提高操作的可靠性,避免產品在操作或配套設施出錯時蒙受損失。
企業應根據自己的需求選擇進口凍干機或國產凍干機,并考慮價格、安裝調試、維護保養、零件供應、售后服務等問題。
21世紀是以生物、材料、電子、信息科學等領域的重大發展為標志,真空冷凍干燥技術在次會發揮重要作用。
在一些發達國家,凍干食品占方便食品的比例越來越大,被認為是高檔的脫水食品,并廣泛應用到食品各個領域,如方便食品、即時湯料、粉末蔬菜、顆粒蔬菜、速溶飲品等,國際上的凍干食品總是供不應求。
在醫學方面,凍干技術也為醫學的發展提供依托,離體生物組織凍干保持活性的研究,從簡單的細胞組織到復雜的人角膜細胞結構,正處于深入的發展研究階段。
在納料材料領域,凍干作為低溫化學制粉過程,其產品品質和性能的優勢,而且由于尖端領域或宇航、軍事等特殊領域,因此具有良好的開發應用前景。
真空冷凍干燥技術在功能食品和納米材料、生物、醫學等方面的大規模應用,為凍干技術開辟了廣闊的前景。
隨著凍干技術應用領域的深入和擴展,凍干設備也需要不斷發展,生物制品和藥用凍干機應提高自動化程度及運轉的可靠性,進一部加強清洗消毒滅菌功能。食品用凍干機應提高產量,設備改進的目的是降低設備及產品成本,提高質量。
參考文獻
[1] 曾軍冷凍干燥的設備性能選擇以及配方研究,凍干工藝經驗,海峽藥學。2001年. 第13卷.第一期99
【關鍵詞】AO;可視化;氣溶膠
【Abstract】Particulate matter has become the primary pollutant of the province’s major cities. As an aerosol substance, it has been a main target of ambient air quality monitoring. The technology of the satellite remote sensing can dynamic monitor the aerosol optical depth and other key index factors to further monitor the haze, dust and other air pollution phenomena. Complexed remote sensing technology and ground data, this paper gives the visualization of the process of air quality in the form of distribution and change of status API index, through the GIS secondary development tools, reaching the goal of macroscale reflect the regional distribution of the province’s air quality and pollution.
【Key words】Arc Object; Visualization; Aerosol
1 研究背景
近年來,尤其是秋冬季節我省絕大多數城市的首要污染物是顆粒物,其作為氣溶膠物質的一種長期以來一直是空氣環境質量監測的主要對象,同時也是空氣污染指數評價的重要因子。利用衛星遙感技術通過動態監測氣溶膠光學厚度(Aerosol Optical Depth,簡稱AOD)等關鍵指標因子,能夠有效解決地面固定觀測站空間覆蓋度不夠等問題[1],并可進一步輔助監控灰霾、沙塵等空氣污染現象。
氣溶膠光學厚度(AOD)被定義為介質的消光系數在垂直方向上的積分,是描述氣溶膠對光的衰減作用的主要因子。它是目前可以得到的氣溶膠數據中覆蓋范圍最廣、較準確的一種數據,也是推算氣溶膠含量、評估大氣污染程度、確定氣溶膠氣候效應的關鍵因子[2-3]。
GIS可視化技術(GIS Visualization)是目前信息領域中廣泛應用的一項技術,它通過強大、有效的地圖系統將復雜的空間數據和屬性數據以地圖學的形式進行描述,兼具人性化的界面風格設計,實現了文本、圖形和圖像信息相結合的定位、查詢、檢索模式,信息表達形象直觀,使用操作簡單便捷[4]。
通過遙感解譯數據與地面數據相結合的方式,環境空氣質量分布進行模型擬合利用ArcGIS平臺展示API指數擬合結果,在抽象的數值與具體的地理位置之間建立聯系,以特定的符號、顏色、圖表顯示在地圖上,實現衛星遙感環境空氣質量的可視化表達。同時基于地圖的可視化信息,查詢、統計功能也將變得更加簡單、直觀,通過可視化的查詢語言,實現對AOD、API數據的圖表化查詢展現;通過建立專題地圖,幫助用戶加深理解,從而有助于發掘數據、信息間的內在規律,實現輔助決策。
2 需求分析
通過提取美國對地觀測系統EOS-MODIS衛星遙感數據中的氣溶膠信息,結合地面數據及其他氣象資料,依據建立的線性回歸擬合模型演算出空氣污染指數API及對應的環境空氣質量等級,并提供可視化表達界面,最終達到利用氣溶膠光學厚度AOD等遙感技術監測數據實時反映宏觀尺度全省各地區空氣質量與污染分布狀況的目的。
2.1 數據需求
擬合模型所涉及的數據主要由三部分組成,其中輸入數據包括:①衛星遙感氣溶膠光學厚度數據,數據格式為柵格型,②相對空氣濕度數據,可轉化為空間點圖層,數據格式為矢量型;輸出數據為空氣污染指數API,數據格式為柵格型。
2.2 業務需求
結合環境監測具體業務需求,力求通過遙感技術與地面數據相結合的方式,將模型擬合后的環境空氣質量分布與變化狀況以API指數的形式進行可視化表達,從而達到實時反映宏觀尺度全省各地區空氣質量與污染分布的目的。
3 設計思路
3.1 模塊框架設計
以江蘇省作為主要研究區域,以氣溶膠光學厚度AOD影像、相對空氣濕度RH數據為基礎,參照遙感AOD數據處理流程,利用ArcObject組件庫實現實時高效地遙感數據解析,并引入研究構建的AOD-API回歸統計模型,擬合計算得到全省各地區的API數值,同時利用ArcGIS軟件展現模擬結果,不僅大大提高了數據的處理效率,而且能夠直觀形象地表達全省范圍內的空氣狀況模擬結果,并與自動站實測數據進行比對。
可視化模塊的總體架構分為界面層、業務邏輯層和數據訪問層三個層次。界面層用于采集用戶輸入的相關信息,展示地理信息和模擬結果。該層利用ArcGIS軟件界面,同時調用.Net定制的WinForm界面。業務邏輯層在模塊運行提供地理信息處理功能,根據具體業務需求,業務層把界面上用戶輸入的信息通過業務規則分解,需要進行地理信息處理的,把參數推送給AO組件的接口,并接受運行結果再傳遞給界面顯示;需要與屬性信息之間進行交互的,通過適配器讀取屬性信息進行運算,業務層起到承上啟下的作用。數據訪問層主要用于模塊運行時所要涉及的空間數據與屬性數據,提供接口供業務邏輯層訪問調用。
3.2 模塊開發環境
氣溶膠數據反演模塊采用.Net開發平臺,利用ArcGIS平臺提供的ArcObject接口進行二次開發,實現AOD影像數據解析、回歸模型擬合、結果統計渲染等功能。
ArcObject(簡稱AO)是ESRI公司ArcGIS家族中應用程序ArcMap、ArcCatalog和ArcScene的開發平臺,它是基于COM(Components object Model 對象組件模型)技術所構建的一系列COM組件集,具有很強的GIS功能和制圖功能,有1800多個組件、幾百個具有良好文檔說明的接口和數千個方法組成,作為ArcGIS可重用的通用二次開發組件集,以其強大的功能類庫,對地理信息系統(GIS)的功能實現和擴展表現得十分出色[5]。
3.3 模塊數據來源
1)空間數據
采用的是1:250,000江蘇省行政區劃圖、江蘇省省轄市行政區劃圖等。
2)濕度數據
模型構建中涉及的濕度(RH)數據是由省氣象局提供,時間跨度由2008年7月1日至2009年6月30日共計一年。在模塊計算過程中通過Excel適配器讀取Excel固定格式的濕度數據,根據時間、省轄市名稱獲得相應值。
4 開發過程
根據課題的研究結果,設計參數的設置界面,在界面上選擇待處理的AOD數據、研究區域、工作路徑等參數,根據參數首先對AOD數據名稱進行解析,得出具體AOD數據日期,同時進行格式轉換,剔除異常值并獲取研究區域內的AOD點圖層,通過IDW插值補全全省AOD數據。另一方面讀取Excel統計表中各相關監測點位的空氣相對濕度數據,根據樣本日期提取出當日的相對濕度值,生成相對濕度點圖層,再通過IDW插值方法生成全省濕度數據。之后,根據樣本日期所處的季節選擇相應的AOD-API回歸統計模型,進行氣溶膠光學厚度AOD與相對空氣濕度RH的公式擬合計算,得到全省范圍內各地區的API估算值,并與實測數據進行比對,分別利用分層設色渲染,可視化展現模擬結果。
5 關鍵技術應用
1)刪-矢數據轉換技術
氣溶膠光學厚度(AOD)數據是柵格格式,其中包含異常值,不利于進一步的空間分析,利用GIS平臺提供的數據格式轉換Conversion工具,將柵格數據轉換成矢量數據,在剔除異常值后,進行插值,獲得研究區域內較為完整的數據分布。
在多個圖層參與計算時,柵格數據較為簡便,此時將插值后的AOD數據和濕度數據都轉換成柵格數據格式,利用Raster Calculator工具,對獨立兩個柵格圖層進行空間數值計算,得到最終模型擬合結果。
2)GIS插值技術
氣溶膠光學厚度(AOD)數據解譯后,為了展示整個區域的空氣質量狀況,需要將未知數據地區的污染物濃度值利用插值方法得出。ArcGIS提供了反距離權重插值法、樣條函數法、克里金法等一些特定用途的空間插值函數。經過優化模擬可知,反距離權重插值法的結果能更好地反映江蘇省地區的實際污染情況。反距離權重插值以插值點與實際觀測樣本點之間的距離為權重。
反距離權重插值法要求對受影響的局部控制點有清楚的認識,且其結論直接受到采樣點數值的影響,采樣點越多,對局部的真實反映越強,利用反距離權重插值法所確定的污染范圍就越準確。
3)分層設色渲染技術
平臺的空間渲染模塊為管理人員提供區域空氣質量空間分析動態插值與渲染功能,直觀地展示空氣質量實時空間分布特征,實現對監測因子的空氣質量空間分析動態插值渲染功能,直觀地展示了區域空氣質量實時空間分布特征。平臺的空間渲染模塊需要根據各站點的小時值、日均值等實時生成污染物濃度空間渲染圖,利用GIS技術實現這一目標。
6 可視化模塊展示
1)加載預處理后的MODIS氣溶膠光學厚度AOD柵格數據圖層。
2)參數調整設置
選擇氣溶膠模擬模塊,根據主要參數設置窗體的提示設置運算所需的參數。主要包括,待解析的遙感AOD數據、參與運算的江蘇省行政區劃面狀圖層、根據選擇AOD數據的名稱模塊會自動解析出AOD數據所處的日期、確定運算過程中是否考慮濕度因子、根據解析時間和是否考慮濕度因子自動顯示模塊運算的公式、參與模塊運算的外部數據(xls格式)的位置和模塊運行時產生中間和結果數據存儲的文件夾路徑。
3)過程演算與專題制圖
開始計算后,經過后臺的數據轉換、IDW插值、柵格運算、圖層渲染、結果輸出等步驟,最終生成一個系列圖層,主要包括AOD參照圖層、API擬合圖層等。
7 結論
基于ArcGIS平臺二次開發了AOD-API擬合與可視化表達模塊,實現遙感AOD數據和RH數據自動推演出API數據的計算過程,并實現運行結果表明,RS/GIS可視化技術支持下的全省空氣狀況及變化趨勢模擬與傳統表征手段相比,能夠更好的體現不同地區空氣環境質量的區域分異性,更為準確地顯示顆粒物污染的程度和變化情況。
【參考文獻】
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關鍵詞新生兒病房規范消毒無菌操作降低院感的發生率及新生兒死亡率
醫院感染的預防和控制是保證醫院護理任務和安全的重要內容自從有了醫院就有了醫院感染醫院感染已成為影響患者安全、醫療護理質量和增加醫療費用的重要原因也是醫療高新技術開展的主要障礙之一。年世界衛生組織對1個國家55家醫院開展院感現患率調查發現有8.7的住院患者有醫院內感染。而護士在臨床上承擔著大量的對患者的治療性和照顧性的工作與患者接觸密切、連續、廣泛。因而護士在護理工作中嚴格執行無菌技術和規范消毒對預防和控制院內感染起著重要的作用。
新生兒科的醫院感染的預防工作任重而道遠
在一些醫院感染暴發事件中得到啟示:①新生兒為醫院感染的重點人群。②近年來幾次嚴重的院感事件都與新生兒有關。③新生兒的個體特點決定了其為醫院感染的重點人群。④引起新生兒院感暴發的原因很多外源性感染常是造成暴發的重要原因。如醫護人員不足、手衛生意識不強、病房過渡擁擠和消毒隔離不規范等。
新生兒科護士的規范消毒與無菌技術
空氣:新生兒病房全部安裝空氣消毒機每天消毒次每次1小時每年對消毒機清潔消毒并進行效果評價。
環境和物表:①墻面和門窗:保持清潔每周用8消毒劑擦拭1次。②地面:每天1次使用含氯5mg/消毒劑濕拖。③醫療器械:呼吸機、監護儀、輸液泵、聽診器等每次使用完后用75酒精擦拭。④診療物品:治療車、門把手、床欄桿、床頭柜每天用含氯5mg/的消毒劑擦拭1次。⑤消毒使用安爾康愛爾碘皮膚黏膜消毒液每周更換。⑥體溫計用5mg/含氯消毒劑浸泡分鐘~1小時清水沖洗后晾干備用消毒劑每天更換。⑦濕化瓶、吸氮管、吸氮裝置的更換與消毒。吸氮管用后即換吸氧管每天更換濕化瓶、蒸餾水、吸氮裝置每天更換用5mg/含氯消毒劑浸泡消毒分鐘~1小時后用清水沖洗后待干備用。⑧暖瓶的污染。暖瓶每周用含氯消毒劑摸布進行擦拭。⑨新生兒保溫箱的消毒:每天用清水擦拭1次新生兒從保溫箱出來后用5mg/的含氯消毒劑內外擦拭干燥后備用。⑩對于各種注射、穿刺、采血器具使用符合國家有關規定的、由衛生行政部門批準使用的產品。
人員的管理:①晨間護理戴口罩、手套做完后脫手套后洗手。②治療前后都用肥皂水洗手。為個以上患者操作中間用快速消毒劑(安立久手消毒劑)洗手接觸污染物時戴手套。③治療和護理過程中產生的廢物嚴格歸類放置按院感的要求進行終未處理針頭放入一次性銳器盒各種管道毀形后浸泡然后打包交到醫院垃圾暫存間輸血袋輸完血后送回到輸血科。④在合理使用抗菌藥物方面由于護士承擔著給藥的職責因而也要掌握和執行《抗菌藥物臨床應用指導原則》按照正確的給藥途經、劑量、時間實施給藥并注意藥物的拮抗問題和觀察患者用藥后的反應等。
生活起居用品的管理:①物品應浸沒在水中時間從水沸始算起不得少于15分鐘干燥貯存小時更換。②新生兒使用的布類:一用一換。③床上用品:一用一換。④直接接觸新生兒皮膚物品:一用一消毒。
護理操作環節的管理:護士在操作中嚴格執行無菌操作原則完善治療和護理操作流程減少陪住人員及無關人員的停留降低人員密度減少探視、陪護人員。
結果
護士積極配合醫院感染管理科的人員每個月對空氣、物品、物表、手進行監測。同時對住院時間較長的新生兒進行血培養。監測結果是近五年來的院感統計表明新生兒科近5年來未發現1例新生兒醫院感染病例且新生兒死亡率明顯降低。
目前的樓道照明系統大部分采用普通電力照明,由于節能燈的啟動次數影響其使用壽命,所以只能采用白熾燈,造成能源的浪費。并且傳統的光控系統是通過陽光透過透光孔照射到光敏電阻上來實現的,透光孔上很容易堆積灰塵,導致白天亮燈光控誤動作。傳統聲控系統抗干擾能力差,經常引起樓道燈誤動作。同時樓道屬于公共區域,普遍存在樓道燈疏于管理,壞損后無人報修以及樓道照明電費收繳困難等問題。
太陽能樓道照明系統構成原理如圖所示。太陽能電池組件用來把太陽能轉化成電能,安裝或集成在無遮蔽的建筑物頂部或建筑物的南立面。蓄電池用來存儲電能,樓道照明主控制器用來管理蓄電池的充電和控制負載的工作狀態,延長蓄電池的使用壽命,提高充電效率,防止負載無效工作狀態的發生。主控制器和蓄電池安裝在建筑物戶內的配電箱或控制箱內。紅外遙感恒流控制的LED光源安裝在各層樓道內。當戶外地面自然光照度達到5-10Lx左右時,太陽能電池組件輸出電壓變成12-17V,根據不同樓道采光情況主控制器發出相應指令允許該系統內樓道燈負載處于準備工作狀態,當樓道內有人出現時紅外遙感啟動負載照明,當人離開該樓道時經過一定延時(20-60s可調)樓道燈自動關閉。如果該樓道燈啟動后人沒有離開樓道遙感范圍,燈會自動延遲保證照明。
1.從光源入手,提高樓道燈光效降低能源消耗
樓道照明屬于間歇照明工作,人來燈亮人走燈滅。采用LED光源,利用其開關次數超50萬次的特點,每次亮燈時間基本不超過30秒,LED還沒有達到發熱狀態就停止工作。這樣既解決了樓道燈頻繁開閉造成光源壽命低的問題,又能杜絕LED光源由于長時間工作發熱引起的光衰問題。在LED光源控制技術上采用PWM節能控制代替目前恒流常規技術,讓每個LED管子均工作于額定電流狀態,利用人眼視覺停留特點,通過頻率調整達到LED光源無閃爍的效果。同等功率亮度,LED個數降低1/3,去掉恒流源,系統光源電源效率提高了15%以上,整個LED光源節能將近1/2。PWM無閃爍控制技術的使用降低了LED發熱,極大提高了LED壽命。
2.采用太陽能非晶硅層壓電池組件代替常規單晶或多晶硅組件
目前玻璃層壓非晶硅電池組件技術已經非常成熟,不僅效率超過7%-8%,功率衰減的穩定性也基本達到了單晶或多晶硅組件技術水平,在陰天或弱光發電時效率比單晶硅組件提高了20%以上,價格降低了1倍。缺點是面積稍大了一點。但是由于采用了先進的光源及控制技術,即使20層樓的樓道照明組件功率也不超過50W,因此此缺點根本不會影響其在樓道照明技術中的應用。
3.太陽能樓道燈工作狀態的控制技術優化整合
關鍵詞:地物波譜;數據庫系統;礦區
Abstract:Spectral characteristics data is the underlying data for quantitative remote sensing analysis and computer intelligent extraction,it is also an important basis for ground-objects identification.In this paper,on the basis of the existing spectrum data collection standard and custom standards,acquisiting ground-object spectrum ,and based on GDI+technology spectrum curve of visualization technology,spectral classification management technology based on relation database as well as the spectroscopic data quality control technologyto design the database of typical ground-objects spectrum.Then to management the typical ground-objects spectrum.
Key words: object spectrum; datebase system;mining
中圖分類號:TP39 文獻標識碼:A文章編號:
1引言
礦產資源是我國社會和經濟發展的重要保障,隨著科學技術的發展,遙感技術的應用極大地促進了礦產資源的利用。遙感技術作為當今最先進的信息采集方式,具有視野寬、信息量大以及快速、動態監測的特點,可以從宏觀上把握研究對象的變化規律,對其發展狀況作出科學的結論,因此越來越成為資源開采、環境變化等區域性和全球性問題研究的非常重要的技術手段[1]。而建立一個涵蓋礦區的主要典型地物(植被、土壤、巖礦、水體、人工目標等)波譜數據并能夠網絡共享、可持續更新的遙感全譜段的通用型波譜數據庫是十分必要的,也是可行的。
2礦區典型地物波譜數據建設與管理
礦區典型地物波譜數據庫建設和管理主要涉及到的關鍵技術包括基于GDI+技術的波譜曲線可視化技術、基于關系數據庫的波譜分類管理技術以及波譜數據質量控制技術等。
2.1基于GDI+技術的波譜曲線可視化技術
GDI+(Graphics Device Interface Plus)是微軟公司推出的一套采用C++語言編寫的圖形編程組件,主要負責在顯示屏幕和打印設備輸出有關信息,使用GDI+技術可以使圖形硬件和應用程序相互隔離,從而只需編寫與設備無關的應用程序方便地實現了波譜曲線繪制,并可以為用戶提供豐富的圖形交互功能,比如平移、縮放、全圖顯示和導出圖片等功能。用戶通過任意選擇相關的波譜數據觀測記錄,可達到同時在圖形繪制控件進行波譜曲線的可視化比較的目的。在波譜可視化比較界面中,用戶也可以通過圖形操作工具條提供的功能,對參與比較的波譜曲線進行調整,從而可以查看到更為精細的圖形部分[2]。
2.2基于關系數據庫的波譜分類管理技術
礦區地物波譜數據庫的建設目的是為了充分利用示范礦區范圍的地物光譜信息,利用遙感影像實現對礦區地物的有效識別與分類,其中主要存放的是標準波譜測量曲線及其配套參數信息,由于波譜測量的配套參數項較多以及其不確定性,采用兩個數據表來實現復雜的配套參數表示。其中一個表用來記錄觀測項字典,另一個記錄觀測地點和觀測項以及項的取值,礦區典型地物波譜數據庫的數據組織采用大小結合,逐步細化分類的方式進行。礦區典型地物波譜數據庫主要涵蓋了植被、水體、人工地物、巖礦和土壤等幾大類地物類型。本文以農作物為例說明波譜數據的數據組織關系設計、數據庫結構設計和實現。礦區典型地物波譜數據庫總體涵蓋以下幾部分內容,如圖1所示。
圖1.礦區典型地物波譜數據庫總體結構設計
3結束語
本文給出了礦區典型地物波譜數據采集與建設管理的基本理論和相應的技術、流程。礦區典型地物波譜數據庫收集了相應的地面波譜測量數據、遙感先驗知識數據、模型數據和遙感影像數據,具有查詢、對比、分析等豐富的功能,可以為礦區地質災害和生態環境研究提供一個系統化和專業化的遙感波譜科學實驗平臺。
參考文獻:
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關鍵詞:精確林業 GPS GIS
在現代信息技術、生物技術、工程技術等一系列高新技術的推動下,林業正在進入以知識高度密集為主要特點的知識林業發展階段,于是,“精確林業(Precision Forestry)”應運而生。所謂精確林業,即在林業生產過程中運用視覺傳感器、衛星定位等高新技術,實時測知工作對象所需工作的質、量和時機等數據,通過對影響林木生長的環境因素實際存在的時空差異性的分析,判別林木長勢優劣,確定影響長勢的原因,提出科學處方,采取技術上可行、經濟上有效的調控措施,消除和減少這些差異,按需定量實施灌溉、施肥和噴藥,以實現最小資源投入、最大林業收益和最少環境危害。
1、精確林業的主要支撐技術
精確林業以3S技術、信息技術、智能化決策技術、可變量控制技術等為技術支撐體系,以生態學、造林學、工程學、系統學、控制學、測繪學為指導,能在自動化、智能化、一體化、時效性、準確性、可靠性等方面滿足人們的需要,它的建立依賴于地球空間信息基礎理論及其它高新科學技術的發展。
1.1 全球定位系統
全球定位系統(GPS)是_種可供全球享用的空間信息資源,具有全球性、全天候、高精度、用途多、可靠性好、覆蓋范圍廣、定位速度快、抗干擾性強和自動化程度高等特點。在精確林業中,它主要實現對采集的林間信息進行空間定位,實時、快速地提供包括各類傳感器(如CCD攝像頭)和運載平臺(如作業車輛、飛機等)目標的空間位置,輔助作業機械完成處方實施.
1.2 地理信息系統
地理信息系統(GIS)可以在計算機硬件、軟件系統的支持下,存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面與空間和地理分布有關的數據,把地理位置和相關屬性有機地結合起來,根據用戶需要將空間信息及屬性信息準確真實、圖文并茂地輸出。在精確林業中,它主要實現對多種來源的時空數據進行存儲、分析和處理,根據數據繪制電子地圖,作為新的集成系統的基礎平臺。
1.3 遙感
遙感(RS)是一種多平臺、多波段、高分辨率和全天候的對地觀測技術,主要通過遙感器獲取地球表面(層)自然界目標的波譜特征信息及對這些信息進行加工、處理,從而達到認識自然界的目的。在精確林業中,它主要用于實時地獲取樹木生長環境、生長狀況和空間差異的大量時空變化信息,及時對GIS進行數據更新。
1.4 數據庫管理系統
數據庫管理系統(DBMS)使存儲和查找數據最優化,實現了﹁體化存儲和初步的一體化查詢,具有很好的完整性,避免了數據過于瑣碎帶來的不便。在精確林業中,它主要用于建立包含林木長勢、自然條件和歷史數據等信息的數據庫,同時,它使GIS軟件能充分利用商用數據庫已經成熟的眾多特性,如快速索引、數據完整性和一致性保證、安全和恢復機制及分布式處理機制,明顯提高GIS軟件管理空間數據的能力。
1.5 決策支持系統
決策支持系統(DSS)綜合了專家系統(ES)和模型系統(SS),它根據專家在長期生產中積累的知識,建立作物栽培模型、統計趨勢分析與預測模
1.6 可變量控制技術
可變量控制技術(VRT)就是根據不同位置及要求自動改變施用比率的技術。它通過計算機控制,對林木所需用的水、肥料、農藥等變量的類別和數量進行判斷,根據需要調控如植保機械向林間噴灑這些變量的速率,使系統能在特定時間對特定目標進行操作規劃,以達到精確定量地灌溉、施肥、噴藥的目的,體現了“對癥下藥”、“按需給予、”“變量投入”的原則,它的實施可有效避免傳統粗放型林業生產活動中造成的資源浪費和伴隨的環境污染問題。在精確林業中,它主要實現對生產過程進行調控,合理地進行施肥、灌溉、施藥等措施。GIS繪制電子地圖,生成林木長勢情況分布圖,分析此圖,獲得林區內樹木長勢的差異程度一根據該圖,對影響樹木成長的各項因素進行分析,將地形、土質、土壤肥力、土壤含水量、氣候狀況、蟲害、病害發生情況空間數據輸入計算機,利用樹木生長發育模型、相關作業的專家知識庫等建立空間智能決策支持系統,確定產生長勢差異的原因,生成林木管理處方圖一根據處方圖,生成響應林業機械的智能控制軟件,按照按需投入、區別對待的原則,利用可變量控制技術實施施肥、噴藥等操作一對其執行效果進行評估。
2、精確林業的基本操作過程
精確林業的出現,使定量獲取影響樹木長勢情況的因素及最終生成的空間差異性信息,實施可變量投入,達到低成本、低消耗、高效率、環保好等目標成為可能。圖1是精確林業基本操作過程的示意圖,其實施過程可描述為:帶GPS和實時傳感器的作業機械隨時間和空間變化自動采集林間定位及對應林班的樹木長勢情況數據一通過型、空間分析與技術經濟分析模型,通過用戶選擇最優模型,輸入模型的參數,獲得仿真運算結果,從而為決策提供輔助支持的依據。在精確林業中,它主要實現對樹木長勢、病害、蟲害的發生趨勢進行分析模擬,針對林木生長環境和生長條件的時空差異性,生成處方圖,提供各林班施肥噴藥方案,對精確林業的實施效果、經濟效益進行評估。
3、精確林業的研究現狀
3.1 國外研究動態
一些發達國家在精確林業相關技術的研究方面發展較快,如在森林土壤類型分析、林地適應性評價、森林生態環境模擬、林木育種以及生長監測和森林收獲等領域已有成熟的應用。
美國林務局為每個林管局和林業研究所配備了資源級GPS接收機,主要用于災害監測和防治的飛機導航、林相圖的自動更新和林區作業的定位服務。
美國林務局和伊利諾大學聯合開發的Smart Forest軟件,實現了森林景觀的可視化,以DTM三維顯示技術為基礎,使用GIS作為決策支持媒介來考察景觀尺度的資源狀況,在林業信息的支持下,可以從不同視角模擬觀察森林景觀及其變化。
美國太空成像公司對原有的利用衛星RS數據監測火災的技術和方法進行了歸納、整理和合并,形成了一套基于Internet影像查詢系統的、實用的火災探測算法,該算法具有自適應和區域性敏感的特點,所以適合于區域和全球火災監測,可以實時獲取火災位置等信息。
Reid等人(2001)研究開發了FIAMODEI。來存儲和分析林業數據,主要具有森林現狀分析、發展趨勢預測、森林生態景觀分析、觀光風景區內的森林布局等功能,同時,它還可提供林道、河流、邊界等數據的查詢。
關鍵詞:農業機械;控制工程;技術;發展
隨著自動控制技術的發展,其在各個行業得到了廣泛的應用,在農業機械生產中,控制技術的應用可以極大地提高農業機械智能化發展,對于實現農業信息化、智能化發展具有重要意義,控制技術的研究水平逐漸引領著世界農業的發展方向。控制工程與農業機械技術相結合能夠有效增強作業效率,使農業機械技術在現代化農業發展中得到更大的利用,兩者可以相互促進發展。控制工程可以為農業機械化技術的研究提供多樣化的技術支撐,從而實現互相促進的目的,在當前農業現代化發展的中,農業機械化技術水平的高低將直接影響到農業現代化的發展,因此,農機控制技術的發展對于當前農業現代化的發展起著不可或缺的作用[1-2]。我國農機控制技術起步相對較晚,但是發展速度較快,目前基本實現農機各個方面的控制[3]。但是我國農機控制技術仍然存在農業信息化基礎設施薄弱、控制精度差、智能化水平較低等問題,導致農業物聯網、大數據、云平臺等技術還處于初級階段,農業智能化發展較為落后。未來我國應該積極引進國外先進經驗和技術措施,基于我國農業生產實際國情,不斷進行技術改革與創新,逐步完善適合我國現代農機控制技術與發展體系,逐步建立完善的農機控制工程相關技術體系,推動控制工程技術在我國現代農業生產的高效運用[4-6]。
1農機控制工程系統核心技術
控制工程的存在主要是根據工程理論與先進的計算機技術相配合而形成的,如控制數據參數的改進等,從而完成對農業機械的控制。該技術首先被提出在18世紀到19世紀之間,主要被用于當時的蒸汽機中,為了提高機械的作業效率,從而控制工程這一新技術為順應當時背景發展被提出,慢慢隨著時間的推移,更多的專業技術人員提出了更加完善的控制工程技術。21世紀后,科學技術得到了空前的發展,與信息技術相結合的控制技術變得越來越成熟了,同樣,也被更多人所使用接受,形成了更廣闊的推廣發展。目前,關于農機控制工程系統的核心技術主要包括機械電子工程技術、集成控制技術、預測控制技術、模糊控制技術、神經網絡控制技術及魯棒控制技術[7]。
1.1機械電子工程技術
機械電子工程技術是農業機械技術的基礎技術之一,主要包括自動控制技術、電子信息技術、機械制造技術及傳感器技術等。其中,機械技術是機械電子工程技術的核心,支撐著其他技術的應用與發展,其機械技術的發展效率直接影響后續技術的發展及工作效率。自動控制技術主要是對機械設備及相關零部件的工作軌跡、運行狀態中的各項參數及最終要達到的目標進行控制;傳感器技術主要是對機械設備及各個關鍵零部件的工作參數及工作狀態進行精確的檢測與控制,其傳感器檢測精度直接對設備運轉產生一定的影響;電子信息技術主要是結合電路及電子學等基礎理論知識選取相應的電子產品或電器元件。
1.2集成控制技術
集成控制技術是一種常見的農機控制工程技術之一,主要是通過相關信息收集、處理系統,實現對相關農業機械產品各個零部件的數據信息進行有效的集成、融合與處理,從而實現農業機械的自動操作與決策,可以極大地提高農業生產效率,實現自動化及智能化生產。集成控制技術是目前農業生產中應用最為廣泛的控制工程技術之一[8]。
1.3預測控制技術
預測控制技術是近幾年逐漸發展起來的新型農機控制工程技術之一,可以處理相關機械設備運行中的滯后過程,屬于一種閉環控制算法,可以根據對象的歷史信息和未來輸入預測其未來輸出,具有良好的跟蹤性能和較強的抗干擾能力。預測控制技術可以對農業生產中相關設備的運行誤差及變化率進行有效控制,結合相關數據及時進行機械運行狀態的調整,對于提高農機工作效率具有重要意義。
1.4模糊控制技術
模糊控制技術主要是以模糊數學理論為基礎形成的一種控制技術,是通過模擬人的近似推理和綜合決策過程(又被稱為經驗方法)。在設計中不需要建立被控對象的精確數學模型,使控制算法的可控性、適應性和合理性提高,成為農機控制工程技術的一個重要分支,對于農業生產中難以獲取、動態特性不易掌握或變化非常顯著的過程非常適用,其魯棒性及抗干擾能力較強,因此特別適用于非線性的過程變化及滯后系統的控制。模糊控制系統的主要系統框架圖如圖1所示。
1.5神經網絡控制技術
神經網絡控制技術是指在被控制系統中可以進行系統工作優化、推理、故障診斷等功能。神經網絡具有很強的適應能力及學習能力,農業生產環境較為復雜,利用神經網絡技術可以對控制系統的不確定性、時變的環境等進行合理、精確的決策、控制及學習,是推動農機智能化發展的重要技術之一,代表了當前社會科技水平的進步,它是依托于生物學理論將控制工程與其相結合而形成的一項控制技術。該項技術的工作使用主要是將控制系統中的各連接點看作人體中的神經元,通過節點連接從而形成一個網格框架,形成一個動態的系統,通過后續操作完成信息的傳遞。在農業機械技術發展中使用該項技術,能夠對其控制數據信息完成函數賦值,利用計算得出結果,從而使得神經網絡技術能夠更加智能化地使用在農業機械作業當中,有效提高其作業效率。
1.6魯棒控制技術
通過對于魯棒控制技術的使用不會因外部的影響改變正確數據的使用,正是因為該類技術的優點,其得到了人們的認可,獲得了更加廣闊的推廣發展。例如,農業機械中的采摘機械臂,該類機械由于其參數系統的獨特存在,受到外界因素影響后容易產生變化,從而影響到其正常工作,會形成較為嚴重的作業誤差,使其操作控制變得非常困難。魯棒控制技術能夠更加良好地解決此類問題,該項技術將模態法融入其中,控制系統被分成慢速和快速系統,利用控制調節器改善系控制統的加、減速度。該類控制技術可以有效降低外部影響因素對于控制系統的影響,顯著增強了農機作業效率和工作性能[9]。
2農機控制工程技術在實際中的應用
2.1遙感技術
遙感技術自從被提出后,就被廣泛應用于現代化農業生產中,對于農業機械的發展起到了不可或缺的作用。在農作物的種植生產過程中,利用該項技術可以有效對農作物的生長狀態起到良好的監測作用,從而獲得人們通過肉眼無法發現的細節,根據所得的數據進行統計分析,對于農作物的生長開展有效的后續工作;通過對農作物的病蟲草害監控及防治,可以有效避免病蟲草害的出現,利用該項技術發現源頭所在,完成防治處理;最后,對于自然災害也可以起到一定程度的監測作用。
2.2農業無線通信技術
傳統農田作物的生長狀況監測,不但要耗費大量的人力,而且不能夠做到實時監控,如采用有線測控系統,則需要鋪設光纖或者電纜,增加了農業生產成本,降低了系統的靈活性和可擴展性。隨著傳感器技術、無線通信技術及嵌入式控制技術的發展,無線傳感器網絡可以實時監測、感知和采集監控區域的信息,并將采集到的數據處理后發送給終端用戶,降低農業生產成本,有效提高了農業實際作業效率。
3農機控制工程技術的未來發展前景
我國對于控制工程的研究與國外發達國家相比進程較慢,在該領域的技術研究中與國外相比還需繼續努力,伴隨我國經濟水平和科技水平的不斷提高,以及對于控制技術的深入研究,其得到了巨大的提升和良好的改善,控制工程應用于機械電子工程中,能夠更好地推進農業機械化的推廣發展。為了能夠使該項技術得到更好的發展,需要加大科研創新,走向全新的發展道路,從而推進農機控制工程技術更好的發展。在發展農機控制工程技術的前提下,要牢記綠色農業及農業可持續發展理念。農機控制工程技術的發展不僅僅局限在經濟效益上,還需要將其與綠色發展相結合。在發展該類技術時,需要注意其對生態環境的影響,一定要保障其綠色發展,從而做到技術環保,能夠良好的完成綠色農業的可持續發展。政府及高校教育部門應該加大科研資金投入,積極引進相關的設備與人才,進而促進農機控制工程技術在農業生產的快速應用與發展,加大科研資金的投入,促進相關農機控制技術的創新與發展,提高我國農機整體裝備水平,加快推進農業現代化進程。
4結論