一种便携式叶面积指数仪

发布时间：2021-05-25 20:23

　　在生态学中,叶面积指数是反映植被冠层结构的重要参数之一,常用于衡量植被的生长状态。在现代科技农业生产中,通过测定和分析叶面积指数的变化,掌握农作物的生长状况,并为制定科学的栽培技术提供依据,因此叶面积指数的测定变得越来越重要。由于传统测量叶面积指数的方法对植被具有一定破坏性并且其测量成本昂贵,所以通常情况下测量叶面积指数采取基于辐射或半球图像的间接测量方法,并且己经在科研调查中被普遍认可和使用,其中半球摄影法因为其独特的优势备受学者和研究人员的青睐。通过半球摄影法反演叶面积指数时,图像的有效区域常常不在图像中央,本论文研究了提取出成像区域的算法,并应用到对半球图像的分析中。从图像中提取冠层孔隙度需要对图像进行灰度化和二值化的处理,本论文对比了多种处理方法,给出适合本仪器的算法。研究植被的投影函数发现不同曲线会汇聚在同一个值附近,应用投影函数该特性给出了本仪器的计算叶面积指数公式。本论文研究的基于半球摄影法的叶面积指数仪,它由鱼眼镜头、光学传感器、微控制器、存储模块和通信模块组成,本质上是一个图像采集、存储、传输和处理系统。仪器通过分析冠层图像来获得叶面积指数,因此采集到的图像的好坏对叶... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要工作和论文结构安排
第二章 叶面积指数仪总体设计
    2.1 仪器测量原理
    2.2 总体设计方案和仪器的指标
    2.3 芯片选型
        2.3.1 图像传感器
        2.3.2 微处理器的选型
    2.4 本章小节
第三章 叶面积指数仪的测量算法研究
    3.1 半球图像成像区域和鱼眼成像模型
    3.2 图像处理和孔隙度提取
        3.2.1 灰度化处理
        3.2.2 二值化
        3.2.3 植被冠层孔隙度提取
    3.3 叶面积指数与叶倾角研究
    3.4 本章小结
第四章 叶面积指数仪的硬件和软件设计
    4.1 硬件电路设计
        4.1.1 电源模块设计
        4.1.2 存储模块设计
        4.1.3 摄像头模块设计
        4.1.4 通信模块设计
    4.2 PCB设计
    4.3 软件程序设计
        4.3.1 叶面积指数仪的测量功能实现
        4.3.2 叶面积指数算法的软件实现
        4.3.4 叶面积指数仪的系统软件设计
    4.4 结构设计
    4.5 本章小节
第五章 系统验证与调试
    5.1 仪器的基本参数测试
    5.2 叶面积指数仪的软件功能测试
        5.2.1 仪器的基本软件功能测试
        5.2.2 叶面积指数算法测试
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文的主要研究工作
    6.2 后续工作的展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于半球图像法的叶面积指数反演研究进展[J]. 吴伟斌,张震邦,刘佛良,刘文超,杨晓彬.  科学技术与工程. 2018(23)
[2]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)
[3]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)
[4]森林冠层地面叶面积指数光学测量方法研究进展[J]. 邹杰,阎广建.  应用生态学报. 2010(11)
[5]CCD图像传感器原理[J]. 周红平.  中国新技术新产品. 2009(20)
[6]叶面积指数的主要测定方法[J]. 谭一波,赵仲辉.  林业调查规划. 2008(03)
[7]叶面积指数地面测量方法的研究进展[J]. 吴伟斌,洪添胜,王锡平,彭万喜,李震,张文昭.  华中农业大学学报. 2007(02)
[8]全国农作物叶面积指数遥感估算方法[J]. 蒙继华,吴炳方,李强子.  农业工程学报. 2007(02)
[9]叶面积指数的研究和应用进展[J]. 王希群,马履一,贾忠奎,徐程扬.  生态学杂志. 2005(05)
[10]光谱植被指数与水稻叶面积指数相关性的研究[J]. 薛利红,曹卫星,罗卫红,王绍华.  植物生态学报. 2004(01)

硕士论文
[1]基于半球摄影法的植被参数提取研究[D]. 刘培新.电子科技大学 2019
[2]曝光对半球摄影法测量叶面积指数及其季节变化的影响[D]. 苑振皓.东北林业大学 2019
[3]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：3205952