發(fā)布時間：2021-08-08 22:49

　　快速測量葉面積指數(shù)（Leaf Area Index,LAI）是農(nóng)業(yè)、生態(tài)及環(huán)境領(lǐng)域野外實(shí)驗(yàn)研究的重要任務(wù)。針對現(xiàn)有測量儀器的不足,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于半球攝影法的便攜式葉面積指數(shù)測量儀（H-LAI）。針對"葉片-背景"分割這一關(guān)鍵技術(shù)問題,基于大津閾值算法和HSV顏色空間,構(gòu)建了自適應(yīng)分割算法,解決了復(fù)雜環(huán)境條件下圖片自適應(yīng)分割的難題。與LAI-2200測量對比結(jié)果表明,該測量儀測量結(jié)果極顯著相關(guān),R達(dá)到0.690 6（樹木）、0.837 1（草地）和0.928 7（玉米）。該測量儀的研制實(shí)現(xiàn)了LAI準(zhǔn)確、快速獲取和存儲管理,為遙感產(chǎn)品真實(shí)性驗(yàn)證、農(nóng)業(yè)及生態(tài)野外試驗(yàn)提供了便利。 

【文章來源】：實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2020,39(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

硬件系統(tǒng)實(shí)物圖

基于Android系統(tǒng)開發(fā)了LAI測定APP程序。開發(fā)平臺為Android Studio，基于JAVA語言進(jìn)行相關(guān)開發(fā)。該APP程序適用于操作系統(tǒng)版本在4.0以上的Android系統(tǒng)智能終端，安裝后配合硬件系統(tǒng)即可完成測量。分析軟件設(shè)計(jì)首頁如圖2所示。軟件系統(tǒng)使用流程如下:首先通過魚眼鏡頭獲取植物冠層圖像。然后通過改進(jìn)的大津算法對獲取的植物冠層圖像進(jìn)行分割，計(jì)算其冠層孔隙率，并基于此反演植被LAI。為方便對單次實(shí)驗(yàn)中的多次樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，實(shí)驗(yàn)記錄分為單點(diǎn)數(shù)據(jù)記錄以及單次實(shí)驗(yàn)記錄(將所有數(shù)據(jù)儲存在一個文件夾中)兩種操作。為方便查詢過去已經(jīng)保存下來的樹木冠層圖片及植被參數(shù)等，軟件還設(shè)計(jì)有歷史記錄查詢功能。

此外，為了方便對多站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，對已獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、篩選、整合，在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通的條件下，APP還可自動將獲取的數(shù)據(jù)從平板端上傳至網(wǎng)絡(luò)后臺，用戶可通過相應(yīng)的網(wǎng)站對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行下載，實(shí)驗(yàn)操作后臺如圖3所示。2 算法

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]基于RGB與HSV顏色空間的水稻齊穗后葉片SPAD值估測方法研究[J]. 楊愛萍,張坤,段里成,汪建軍,白曉東,楊軍.  江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2019(08)
[3]自動曝光對半球攝影法測量葉面積指數(shù)及其季節(jié)變化的影響[J]. 苑振皓,金光澤,劉志理.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(12)
[4]利用魚眼攝像機(jī)測量植被葉面積指數(shù)動態(tài)變化[J]. 牛小桃,樊軍,王勝,王秋銘.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(10)
[5]基于顏色空間模型的煙葉圖像分割研究[J]. 劉賜德,管一弘,趙建軍.  信息技術(shù). 2018(05)
[6]葉面積指數(shù)間接測量方法[J]. 閻廣建,胡容海,羅京輝,穆西晗,謝東輝,張吳明.  遙感學(xué)報(bào). 2016(05)
[7]基于LAI-2200的草地LAI測量與聚集度系數(shù)分析[J]. 朱高龍.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(05)
[8]野外葉面積指數(shù)自動測量儀器設(shè)計(jì)及應(yīng)用試驗(yàn)[J]. 溫一博,范文義,常穎,李明澤,于宏洲,王宇航.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(09)
[9]植物冠層分析儀測定荊條孤立冠層葉面積指數(shù)和透光率的分析[J]. 陳景玲,王靜,王謙,賈長榮,寇淵博.  中國農(nóng)業(yè)氣象. 2014(04)
[10]青海云杉林葉面積指數(shù)半球攝影測量方法研究[J]. 凌飛龍,李增元,陳爾學(xué),何祺勝.  地球科學(xué)進(jìn)展. 2009(07)

碩士論文
[1]面向環(huán)境監(jiān)測的視頻無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層系統(tǒng)研究[D]. 曾琦云.電子科技大學(xué) 2016



本文編號：3330825