基于半球摄影法的便携式叶面积指数测量仪研制

发布时间：2021-08-08 22:49

　　快速测量叶面积指数（Leaf Area Index,LAI）是农业、生态及环境领域野外实验研究的重要任务。针对现有测量仪器的不足,设计并实现了基于半球摄影法的便携式叶面积指数测量仪（H-LAI）。针对"叶片-背景"分割这一关键技术问题,基于大津阈值算法和HSV颜色空间,构建了自适应分割算法,解决了复杂环境条件下图片自适应分割的难题。与LAI-2200测量对比结果表明,该测量仪测量结果极显著相关,R达到0.690 6（树木）、0.837 1（草地）和0.928 7（玉米）。该测量仪的研制实现了LAI准确、快速获取和存储管理,为遥感产品真实性验证、农业及生态野外试验提供了便利。 

【文章来源】：实验室研究与探索. 2020,39(10)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

硬件系统实物图

基于Android系统开发了LAI测定APP程序。开发平台为Android Studio，基于JAVA语言进行相关开发。该APP程序适用于操作系统版本在4.0以上的Android系统智能终端，安装后配合硬件系统即可完成测量。分析软件设计首页如图2所示。软件系统使用流程如下:首先通过鱼眼镜头获取植物冠层图像。然后通过改进的大津算法对获取的植物冠层图像进行分割，计算其冠层孔隙率，并基于此反演植被LAI。为方便对单次实验中的多次样本点数据进行记录，实验记录分为单点数据记录以及单次实验记录(将所有数据储存在一个文件夹中)两种操作。为方便查询过去已经保存下来的树木冠层图片及植被参数等，软件还设计有历史记录查询功能。

此外，为了方便对多站点数据进行管理，对已获取数据进行查询、筛选、整合，在网络联通的条件下，APP还可自动将获取的数据从平板端上传至网络后台，用户可通过相应的网站对历史数据进行下载，实验操作后台如图3所示。2 算法

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于大津法分割和局部最大梯度的自动聚焦算法[J]. 包丞啸,姜威,王玉潇.  光学技术. 2019(06)
[2]基于RGB与HSV颜色空间的水稻齐穗后叶片SPAD值估测方法研究[J]. 杨爱萍,张坤,段里成,汪建军,白晓东,杨军.  江西农业学报. 2019(08)
[3]自动曝光对半球摄影法测量叶面积指数及其季节变化的影响[J]. 苑振皓,金光泽,刘志理.  应用生态学报. 2018(12)
[4]利用鱼眼摄像机测量植被叶面积指数动态变化[J]. 牛小桃,樊军,王胜,王秋铭.  应用生态学报. 2018(10)
[5]基于颜色空间模型的烟叶图像分割研究[J]. 刘赐德,管一弘,赵建军.  信息技术. 2018(05)
[6]叶面积指数间接测量方法[J]. 阎广建,胡容海,罗京辉,穆西晗,谢东辉,张吴明.  遥感学报. 2016(05)
[7]基于LAI-2200的草地LAI测量与聚集度系数分析[J]. 朱高龙.  农业机械学报. 2016(05)
[8]野外叶面积指数自动测量仪器设计及应用试验[J]. 温一博,范文义,常颖,李明泽,于宏洲,王宇航.  农业工程学报. 2015(09)
[9]植物冠层分析仪测定荆条孤立冠层叶面积指数和透光率的分析[J]. 陈景玲,王静,王谦,贾长荣,寇渊博.  中国农业气象. 2014(04)
[10]青海云杉林叶面积指数半球摄影测量方法研究[J]. 凌飞龙,李增元,陈尔学,何祺胜.  地球科学进展. 2009(07)

硕士论文
[1]面向环境监测的视频无线传感器网络应用层系统研究[D]. 曾琦云.电子科技大学 2016



本文编号：3330825