基于图像的冬小麦叶面积提取方法研究

摘要：图像法是叶面积提取的有效方法。本文研究了拍摄角度对叶面积提取时的影响以及不同叶位的校正系数a对直尺法测量小麦叶面积之间的关系。在室外光照条件下，利用数码相机以90°，60°，45°三个角度拍摄相片，并使用Photoshop CS5来处理图像获得数据。试验结果表明，拍摄时的角度问题对叶面积提取有很大的影响，同时经过数据统计分析，可以得出不同的氮肥处理对小麦叶片校正系数a没有显著影响。57890

毕业论文关键词：图像处理，叶面积，校正系数，拍摄角度

Abstract：Image method is an effective method for extraction of leaf area. This paper studies the relationship between the influence of shooting angle and the extraction of leaf area measurement of wheat correction coefficient of different leaf position on the a ruler method of leaf area. In the out-door illumination conditions, using a digital camera with 90 °, 60 °, 45 ° three angles of the photograph, and use Photoshop CS5 to process the image data. The test results show that, when shooting angle problem on leaf area extraction has great influence, and through the data statistics and analysis, can result in different fertilizer treatment on wheat leaf correction coefficient a had no obvious influence.

Keywords： Image Processing, Leaf Area, Correction Coefficient, Shooting Angle

1 前言 4

2 试验材料与方法 6

2.1 材料与试验设计 6

2.2 试验方法 7

2.2.1 图像法获取叶面积 7

2.2.2 照片的拍摄 7

2.2.3 直尺测定方法 7

2.2.4 数据处理方法 7

3 结果与分析 8

3.1 拍摄角度对叶面积提取的影响 8

3.2 不同叶位对直尺法测定叶面积校正系数a变化的影响 9

3.3 图像法与直尺法提取叶面积的比较 11

结论 13

参考文献 14

致谢 16

1 前言

小麦是重要的粮食作物之一，它的产量和质量直接影响到我国粮食经济的发展。小麦叶片的光合作用具有对小麦产量的决定性作用。植物叶片是植物一种非常重要的光合作用器官，是地球上生物生存的基础和能量的来源，同时也是植物本身进行蒸腾作用的主要途径[1]。小麦群体光合速率的高低是与叶面积紧密联系的。小麦的叶面积大家一般都是以叶面积指数来表示，叶面积指数作为一个很重要的生物学中的结构参数，因此，实地叶面积指数的获取具有重要的意义[2]。植物叶面积的大小对植物本身生长发育、农作物产量和种植管理的方面都具有十分重要的意义[3]。植物叶面积的测定，它是研究和植物叶面积大小有关的生理生化指标首先要解决的问题，同时它也是研究植被林冠截流等土壤侵蚀原理相关的研究需要确定的工作[4]。因此，要找到一种简单方便的植物叶面积测定方法，将为植物的生产管理方法提供有利的依据，对指导小麦种植密度及施肥含量，达到调整种植结构、充足利用光、氧资源、进行合理的施肥来获取小麦高产具有十分重要的意义[5]。

测量植物叶面积的传统方法有坐标纸法、复印称重法、系数法、叶面积仪法，这些方法各有利弊。坐标纸法是一种最早的，同时也是比较准确的测量叶面积方法，但是因为这种方法操作比较繁琐、工作量很大而不能应用于日常的工作实验[6]。坐标纸法多用于特殊情况下的测量，或者作为其他叶面积测量方法定标的依据，比如系数法求取叶面积校正系数时就使用这种方法[7]。系数法就是利用直尺测量小麦叶片的最大长度和宽度，然后乘以校正系数后可以得到叶面积。但是植物的校正系数受到植物品种、叶子的生长状况和叶子年龄等多种因素的影响比较大，有的植物叶子的形状比较复杂，有的甚至摘取同一植株的不同叶子的校正系数也会不同。这种方法可操作性强，但是很繁琐而且精度不够高，同时会存在一定的系统误差[8]。复印称重法就是将叶片用复印机复印，然后将纸张沿叶片图像边缘裁剪下来，精准称量纸张的质量，通过称量标准面积的纸张质量来算出单位面积的纸张质量，从而计算得出叶面积[9]。这种方法也是因为它的操作比较繁琐、工作量很大以及标准纸张对测量精度影响比较大，所以应用也不是很广泛。叶面积仪法是一款快速测定植物叶面积的仪器，它的面积值在仪器的LCD屏上可以显示并且保存，可以将保存的面积值数据直接导入到电脑上用软件进行统计分析，这个仪器能够直观的显示叶片的大小和形状，并且能分析单片叶子的面积和多片叶子的面积等参数。叶面积仪具有使用范围广、功能强大、操作简单、测量速度快等特点，但是它的价格昂贵，维修不方便，而且它会破坏农作物群体结构以及对测量的叶片大小也会有一定的限制[10]。基于图像的冬小麦叶面积提取方法研究:http://www.youerw.com/shengwu/lunwen_62722.html