護(hù)坡植物根系識別方法及固坡機(jī)理分析.pdf

1、近年來，由于植被護(hù)坡具有邊坡綠化和邊坡加固的雙重優(yōu)點(diǎn)，故其被廣泛應(yīng)用在邊坡治理中。植物體最重要的組成部分是根系，根系是植物生長發(fā)育、新陳代謝最重要的器官。且植物的根系具有涵養(yǎng)水源、治理沙化耕地，控制水土流失，防風(fēng)固沙等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此根系形態(tài)研究對于觀測植物生長情況以及固坡理論的研究具有非常重要的意義。
　　準(zhǔn)確測定根系形態(tài)基本參數(shù)是進(jìn)行根系形態(tài)分析的前提和關(guān)鍵，本論文以此為出發(fā)點(diǎn)，通過內(nèi)窺式技術(shù)獲取喬木落葉松生長過程中根系形態(tài)圖像

2、，并對所獲取的根系圖像信息進(jìn)行相關(guān)處理，該處理包括圖像預(yù)處理、邊緣檢測，根據(jù)處理后的圖像計算根長度、根直徑等根系形態(tài)參數(shù)值。
　　首先本文運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)對采集的根系圖像進(jìn)行處理，包括灰度變換，增強(qiáng)對比度，直方圖均衡化以及濾波去噪。
　　然后本文重點(diǎn)研究了根系邊緣檢測方法，提出了將遺傳BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論應(yīng)用于根系圖像邊緣檢測的方法。本文將描述根系邊緣的三個特征向量，作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入信號，構(gòu)造出三層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。該方

3、法相較于傳統(tǒng)邊緣檢測算法具有抗噪性能強(qiáng)、邊緣信息定位精度高的特點(diǎn)，邊緣提取后的圖像更接近根系真實(shí)輪廓圖像，更適用于根系形態(tài)的監(jiān)測。高精度的定位信息也可為后續(xù)根系固坡研究提供良好的基礎(chǔ)。
　　其次本文對邊緣檢測后的根系圖像進(jìn)行了形態(tài)學(xué)預(yù)處理，使根系邊緣平滑并連續(xù)。之后進(jìn)行圖像細(xì)化以提取骨架并對骨架圖像進(jìn)行填充，應(yīng)用Matlab圖像處理工具，計算出所處理根系圖像中主根長度、主根表面積、總根系表面積以及主根的平均直徑。
　　最后本