基于半球攝影法的水稻冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量與反演.pdf

1、冠層是作物與外界環(huán)境發(fā)生相互作用時(shí)主要場(chǎng)所,獲得冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、生物量估算以及許多植物生長(zhǎng)模擬模型都至關(guān)重要。傳統(tǒng)的冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)定方法消耗較多的時(shí)間和人力,并且測(cè)量時(shí)大多會(huì)對(duì)作物產(chǎn)生破壞性。為了方便、快捷、無(wú)損地測(cè)定水稻冠層結(jié)構(gòu)參數(shù),本研究選擇田間水稻為研究對(duì)象,利用數(shù)字半球攝影系統(tǒng)獲取不同生長(zhǎng)時(shí)期的水稻冠層圖像,并自主冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)反演軟件。利用該軟件的數(shù)字圖像處理功能,從半球圖像提取多視角的冠層孔隙度;基于冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)模

2、型,由冠層孔隙度反演葉面積指數(shù)、平均葉傾角和叢生指數(shù)。反演結(jié)果與直接測(cè)量法和AccuPAR LP-80植物冠層分析儀獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,得到較好的相關(guān)性。研究結(jié)果表明,基于半球攝影法的水稻冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)獲取方法是可行的。具體如下:
　　 (1)研究水稻冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)反演方法通過(guò)對(duì)植物冠層結(jié)構(gòu)的表述、測(cè)量方法的對(duì)比,研究適用于水稻冠層的結(jié)構(gòu)參數(shù)種類(lèi)及其測(cè)量方法。研究基于數(shù)字圖像處理技術(shù)從半球水稻冠層圖像獲取多角度冠層孔隙度的方法。并基

3、于Beer-Lambert定律,通過(guò)冠層孔隙度反演葉面積指數(shù)、平均葉傾角和叢生指數(shù)等冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)的多種方法。
　　 (2)開(kāi)發(fā)水稻冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)反演軟件基于Windows平臺(tái)的.NET架構(gòu),采用C＃語(yǔ)言自主開(kāi)發(fā)軟件。通過(guò)數(shù)字圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了水稻冠層與背景的自動(dòng)分割,并根據(jù)魚(yú)眼半球圖像的特點(diǎn)提取了多視角的冠層孔隙度。基于冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)模型,軟件實(shí)現(xiàn)了由冠層孔隙度反演葉面積指數(shù)、平均葉傾角和叢生指數(shù)等多種冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)。