在生態(tài)學(xué)中,葉面積指數(shù)是反映植被冠層結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)之一,常用于衡量植被的生長(zhǎng)狀態(tài)。在現(xiàn)代科技農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,通過測(cè)定和分析葉面積指數(shù)的變化,掌握農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況,并為制定科學(xué)的栽培技術(shù)提供依據(jù),因此葉面積指數(shù)的測(cè)定變得越來(lái)越重要。由于傳統(tǒng)測(cè)量葉面積指數(shù)的方法對(duì)植被具有一定破壞性并且其測(cè)量成本昂貴,所以通常情況下測(cè)量葉面積指數(shù)采取基于輻射或半球圖像的間接測(cè)量方法,并且己經(jīng)在科研調(diào)查中被普遍認(rèn)可和使用,其中半球攝影法因?yàn)槠洫?dú)特的優(yōu)勢(shì)備受學(xué)者和研究人員的青睞。通過半球攝影法反演葉面積指數(shù)時(shí),圖像的有效區(qū)域常常不在圖像中央,本論文研究了提取出成像區(qū)域的算法,并應(yīng)用到對(duì)半球圖像的分析中。從圖像中提取冠層孔隙度需要對(duì)圖像進(jìn)行灰度化和二值化的處理,本論文對(duì)比了多種處理方法,給出適合本儀器的算法。研究植被的投影函數(shù)發(fā)現(xiàn)不同曲線會(huì)匯聚在同一個(gè)值附近,應(yīng)用投影函數(shù)該特性給出了本儀器的計(jì)算葉面積指數(shù)公式。本論文研究的基于半球攝影法的葉面積指數(shù)儀,它由魚眼鏡頭、光學(xué)傳感器、微控制器、存儲(chǔ)模塊和通信模塊組成,本質(zhì)上是一個(gè)圖像采集、存儲(chǔ)、傳輸和處理系統(tǒng)。儀器通過分析冠層圖像來(lái)獲得葉面積指數(shù),因此采集到的圖像的好壞對(duì)葉... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要工作和論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 葉面積指數(shù)儀總體設(shè)計(jì)
    2.1 儀器測(cè)量原理
    2.2 總體設(shè)計(jì)方案和儀器的指標(biāo)
    2.3 芯片選型
        2.3.1 圖像傳感器
        2.3.2 微處理器的選型
    2.4 本章小節(jié)
第三章 葉面積指數(shù)儀的測(cè)量算法研究
    3.1 半球圖像成像區(qū)域和魚眼成像模型
    3.2 圖像處理和孔隙度提取
        3.2.1 灰度化處理
        3.2.2 二值化
        3.2.3 植被冠層孔隙度提取
    3.3 葉面積指數(shù)與葉傾角研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 葉面積指數(shù)儀的硬件和軟件設(shè)計(jì)
    4.1 硬件電路設(shè)計(jì)
        4.1.1 電源模塊設(shè)計(jì)
        4.1.2 存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)
        4.1.3 攝像頭模塊設(shè)計(jì)
        4.1.4 通信模塊設(shè)計(jì)
    4.2 PCB設(shè)計(jì)
    4.3 軟件程序設(shè)計(jì)
        4.3.1 葉面積指數(shù)儀的測(cè)量功能實(shí)現(xiàn)
        4.3.2 葉面積指數(shù)算法的軟件實(shí)現(xiàn)
        4.3.4 葉面積指數(shù)儀的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    4.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.5 本章小節(jié)
第五章 系統(tǒng)驗(yàn)證與調(diào)試
    5.1 儀器的基本參數(shù)測(cè)試
    5.2 葉面積指數(shù)儀的軟件功能測(cè)試
        5.2.1 儀器的基本軟件功能測(cè)試
        5.2.2 葉面積指數(shù)算法測(cè)試
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文的主要研究工作
    6.2 后續(xù)工作的展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于半球圖像法的葉面積指數(shù)反演研究進(jìn)展[J]. 吳偉斌,張震邦,劉佛良,劉文超,楊曉彬.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(23)
[2]利用魚眼攝像機(jī)測(cè)量植被葉面積指數(shù)動(dòng)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)
[3]葉面積指數(shù)間接測(cè)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)
[4]森林冠層地面葉面積指數(shù)光學(xué)測(cè)量方法研究進(jìn)展[J]. 鄒杰,閻廣建.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2010(11)
[5]CCD圖像傳感器原理[J]. 周紅平.  中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2009(20)
[6]葉面積指數(shù)的主要測(cè)定方法[J]. 譚一波,趙仲輝.  林業(yè)調(diào)查規(guī)劃. 2008(03)
[7]葉面積指數(shù)地面測(cè)量方法的研究進(jìn)展[J]. 吳偉斌,洪添勝,王錫平,彭萬(wàn)喜,李震,張文昭.  華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(02)
[8]全國(guó)農(nóng)作物葉面積指數(shù)遙感估算方法[J]. 蒙繼華,吳炳方,李強(qiáng)子.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2007(02)
[9]葉面積指數(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)展[J]. 王希群,馬履一,賈忠奎,徐程揚(yáng).  生態(tài)學(xué)雜志. 2005(05)
[10]光譜植被指數(shù)與水稻葉面積指數(shù)相關(guān)性的研究[J]. 薛利紅,曹衛(wèi)星,羅衛(wèi)紅,王紹華.  植物生態(tài)學(xué)報(bào). 2004(01)

碩士論文
[1]基于半球攝影法的植被參數(shù)提取研究[D]. 劉培新.電子科技大學(xué) 2019
[2]曝光對(duì)半球攝影法測(cè)量葉面積指數(shù)及其季節(jié)變化的影響[D]. 苑振皓.東北林業(yè)大學(xué) 2019
[3]面向環(huán)境監(jiān)測(cè)的視頻無(wú)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(hào)：3205952