基于圖像處理的植物葉面積測定方法的研究.pdf

1、虛擬植物是植物學(xué)、農(nóng)學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機(jī)圖形學(xué)等多學(xué)科交叉而形成的，是典型的多學(xué)科交叉的產(chǎn)物。虛擬植物是用計算機(jī)來模擬植物在三維空間的生長發(fā)育狀況。利用虛擬植物技術(shù)可以精確反映現(xiàn)實(shí)植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生長狀況及對周圍環(huán)境的影響，這對植物產(chǎn)量預(yù)測、土地生產(chǎn)力評估、資源環(huán)境分析、植物生長機(jī)理研究、調(diào)控植物生長發(fā)育及對其環(huán)境的反應(yīng)研究都有著十分重要的意義。
　　 圖像處理作為一門學(xué)科產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代，初期主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。隨著計算

2、機(jī)軟硬件技術(shù)水平的提高，借助圖像處理技術(shù)提取植物葉片的特征，測定植物葉面積的大小，成為越來越多的農(nóng)業(yè)研究者工作的重點(diǎn)，而這些研究也為植物研究與智能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供參考數(shù)據(jù)。
　　 植物葉片是植物進(jìn)行光合作用和蒸騰作用的重要器官，葉面積的大小，發(fā)育狀況都對植物的生長發(fā)育、產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì)有著重大的影響，其面積的測定對研究植物特性和虛擬植物幾何形態(tài)數(shù)據(jù)的獲取有重要的指導(dǎo)意義。目前常用的葉面積測定方法主要有：葉面積儀器法，系數(shù)法，回歸方程法

3、等。這幾種測定方法已經(jīng)在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)研究中得到廣泛的應(yīng)用，但是他們具有測量精度低、測量范圍小、儀器設(shè)備昂貴、操作繁瑣等特點(diǎn)。并且，它們都需要從植物上采集大量的功能葉片，這或多或少的對植物造成了一定程度的傷害，進(jìn)而會影響到農(nóng)學(xué)實(shí)驗的連續(xù)性。
　　 本課題就是從植物葉片入手，利用圖像處理技術(shù)及矢量化技術(shù)，獲取植物葉片幾何形態(tài)數(shù)據(jù)，通過得出的數(shù)據(jù)并利用定積分的方法測定植物葉面積。通過對比其他測定葉面積的方法，研究出一種可以方便、精確、快速