基于半球攝影法的便攜式葉面積指數(shù)測(cè)量?jī)x研制
發(fā)布時(shí)間:2021-08-08 22:49
快速測(cè)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(duì)現(xiàn)有測(cè)量?jī)x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(cè)量?jī)x(H-LAI)。針對(duì)"葉片-背景"分割這一關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)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(cè)量對(duì)比結(jié)果表明,該測(cè)量?jī)x測(cè)量結(jié)果極顯著相關(guān),R達(dá)到0.690 6(樹(shù)木)、0.837 1(草地)和0.928 7(玉米)。該測(cè)量?jī)x的研制實(shí)現(xiàn)了LAI準(zhǔn)確、快速獲取和存儲(chǔ)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(lái)源】:實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2020,39(10)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:4 頁(yè)
【部分圖文】:
硬件系統(tǒng)實(shí)物圖
基于Android系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了LAI測(cè)定APP程序。開(kāi)發(fā)平臺(tái)為Android Studio,基于JAVA語(yǔ)言進(jìn)行相關(guān)開(kāi)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(cè)量。分析軟件設(shè)計(jì)首頁(yè)如圖2所示。軟件系統(tǒng)使用流程如下:首先通過(guò)魚(yú)眼鏡頭獲取植物冠層圖像。然后通過(guò)改進(jìn)的大津算法對(duì)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(duì)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(chǔ)存在一個(gè)文件夾中)兩種操作。為方便查詢(xún)過(guò)去已經(jīng)保存下來(lái)的樹(shù)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(xún)功能。
此外,為了方便對(duì)多站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,對(duì)已獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)、篩選、整合,在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通的條件下,APP還可自動(dòng)將獲取的數(shù)據(jù)從平板端上傳至網(wǎng)絡(luò)后臺(tái),用戶(hù)可通過(guò)相應(yīng)的網(wǎng)站對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行下載,實(shí)驗(yàn)操作后臺(tái)如圖3所示。2 算法
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于大津法分割和局部最大梯度的自動(dòng)聚焦算法[J]. 包丞嘯,姜威,王玉瀟. 光學(xué)技術(shù). 2019(06)
[2]基于RGB與HSV顏色空間的水稻齊穗后葉片SPAD值估測(cè)方法研究[J]. 楊?lèi)?ài)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(dòng)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[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(yú)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)
[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(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)
[7]基于LAI-2200的草地LAI測(cè)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(dòng)測(cè)量?jī)x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(cè)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(zhǎng)榮,寇淵博. 中國(guó)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(cè)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(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):3330825
【文章來(lái)源】:實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2020,39(10)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:4 頁(yè)
【部分圖文】:
硬件系統(tǒng)實(shí)物圖
基于Android系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了LAI測(cè)定APP程序。開(kāi)發(fā)平臺(tái)為Android Studio,基于JAVA語(yǔ)言進(jìn)行相關(guān)開(kāi)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(cè)量。分析軟件設(shè)計(jì)首頁(yè)如圖2所示。軟件系統(tǒng)使用流程如下:首先通過(guò)魚(yú)眼鏡頭獲取植物冠層圖像。然后通過(guò)改進(jìn)的大津算法對(duì)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(duì)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(chǔ)存在一個(gè)文件夾中)兩種操作。為方便查詢(xún)過(guò)去已經(jīng)保存下來(lái)的樹(shù)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(xún)功能。
此外,為了方便對(duì)多站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,對(duì)已獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)、篩選、整合,在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通的條件下,APP還可自動(dòng)將獲取的數(shù)據(jù)從平板端上傳至網(wǎng)絡(luò)后臺(tái),用戶(hù)可通過(guò)相應(yīng)的網(wǎng)站對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行下載,實(shí)驗(yàn)操作后臺(tái)如圖3所示。2 算法
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于大津法分割和局部最大梯度的自動(dòng)聚焦算法[J]. 包丞嘯,姜威,王玉瀟. 光學(xué)技術(shù). 2019(06)
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[3]自動(dòng)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[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(yú)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)
[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(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)
[7]基于LAI-2200的草地LAI測(cè)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(dòng)測(cè)量?jī)x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(cè)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(zhǎng)榮,寇淵博. 中國(guó)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(cè)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(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):3330825
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