【目的】為解決現(xiàn)有單木通透度評估受觀察者視角和主觀性影響較大、難以建立統(tǒng)一判別標(biāo)準(zhǔn)的問題,基于樹木數(shù)字圖像進行單木結(jié)構(gòu)特征識別與整合,研究樹冠所形成的內(nèi)部和外部區(qū)域,定量評估單木通透度,為單木健康狀況監(jiān)測和生長狀態(tài)分析提供技術(shù)支持�！痉椒ā恳匝┧蔀檠芯繉ο�,采用Surface Pro 4獲取單木圖像,利用壓感觸控筆手工圈存圖像中冠層區(qū)域,并將圈存區(qū)域進行圖像灰度化和二值化,得樹木二值化圖像,運用形態(tài)學(xué)運算獲得樹冠平滑輪廓,確定樹冠在豎直方向的對稱軸,建立樹冠基于對稱軸的鏡像,使用Delaunay Tri函數(shù)得到冠層三角網(wǎng),Convex hull函數(shù)得到樹冠凸包,從平滑輪廓中任意點開始沿順時針方向行走,計算平滑輪廓上各點到凸包的最短距離,利用K-均值聚類算法確定深度和輕度凹陷,計算深度凹陷密度,將樹冠平滑輪廓內(nèi)區(qū)域進行連通區(qū)域標(biāo)記,利用K-均值聚類算法將標(biāo)記的連通區(qū)域分為大孔和小孔,分別計算大孔和小孔密度,對深度凹陷密度、大孔和小孔密度3個系數(shù)賦予不同權(quán)重,定量評估單木通透度。參考林業(yè)專家經(jīng)驗和樹木生長規(guī)律,采用深度凹陷密度、大孔和小孔密度3個系數(shù)定量評估單木通透度,考慮深度凹陷對冠形和... 

【文章來源】：林業(yè)科學(xué). 2020,56(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

單木通透度計算流程

以雪松(Cedrus deodara)為研究對象，該樹種為常綠喬木，樹冠尖塔形，大枝平展，小枝略下垂，在我國多地栽培引種，除了可用作庭園觀賞外，也是一種重要的建筑用材。采用設(shè)備自帶的高清攝像頭獲取單木圖像，圖像中可清晰辨識枯枝、新枝等反映樹木生長狀態(tài)的細(xì)節(jié)信息。在采集圖像時，確保觀察者處于合適的距離，以相機可拍攝樹木全貌且圖像顯示清晰為準(zhǔn)，同時盡量保持仰視角小于60°、俯視角小于30°，水平距離大于樹高，如圖2所示。標(biāo)記觀察者獲取圖像時站立的位置、樹木種類、天氣情況、拍攝日期等信息，便于后續(xù)不同時段進行重復(fù)觀測，分析和評估單木通透度的變化。1.2 單株樹木提取

采用Matlab中的函數(shù)get (axes Handle，‘Current Point’)獲取鼠標(biāo)點擊處的圖像坐標(biāo)，并將這些坐標(biāo)組成封閉多邊形。為了提取多邊形所包圍的感興趣區(qū)域(即單木區(qū)域)，使用函數(shù)inpolygon(m1,n1,im,in)判斷圖像中各像素點是否在多邊形內(nèi)，其中im、in為構(gòu)成多邊形邊界的頂點坐標(biāo)，m1、n1為圖像中的像素點坐標(biāo)。get函數(shù)返回結(jié)果為邏輯類型的0或1，如果該點在多邊形內(nèi)則返回1，否則為0。運用imwrite()函數(shù)將多邊形包圍的圖像區(qū)域存儲，區(qū)域外的圖像背景填充為黑色，可實現(xiàn)手動點擊產(chǎn)生多邊形，并圈存多邊形區(qū)域，完成單木區(qū)域提取，如圖3所示。1.3 感興趣區(qū)域的灰度化和二值化

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和顏色特征的車牌定位方法[J]. 廉寧,徐艷蕾.  圖學(xué)學(xué)報. 2014(05)
[4]基于RGB顏色模型棉花雜質(zhì)檢測算法[J]. 馮志新,安浩平,吳順麗.  計算機與現(xiàn)代化. 2013(04)
[5]Delaunay三角網(wǎng)構(gòu)建方法比較研究[J]. 余杰,呂品,鄭昌文.  中國圖象圖形學(xué)報. 2010(08)

碩士論文
[1]圖像預(yù)處理設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 劉博峰.哈爾濱工程大學(xué) 2016



本文編號：3451043