[發(fā)明專利]一種植物葉面積無損測定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410046225.0
• 申請(qǐng)日: 2014-02-10
• 公開（公告）號(hào): CN103791861A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙嶺;張劍斌;王闖;王長海;趙玉庫;郭承亮;劉新宇;溫寶陽;邵偉庚;張旭;王力剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01B11/28
• 分類號(hào): G01B11/28
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種植物葉測量方法，尤其涉及一種植物葉面積無損測定方法。

背景技術(shù)

葉面積測定有好多種方法，如方格法、稱重法、葉面積測量儀法、系數(shù)法以及計(jì)箕機(jī)和軟件組合法.不同的方法，其精確度，測量范圍以及使用場合不同。

方格法是一種傳統(tǒng)的葉面積測量方法，不僅成本低，而且簡單易懂。但是在測量過程中需要在方格紙上描繪大量的葉片乾廓，還要數(shù)出每片葉片的面積，這是一種非常煩瑣的工作，而且其測量結(jié)果精確度也不是很高。尤其對(duì)于一些不規(guī)則形狀的葉片時(shí)，其精確度就會(huì)降低，產(chǎn)生的誤差更大。

稱重法同方格法相同，也是一種比較傳統(tǒng)的測量方法。成本低，操作簡便，測量結(jié)果的精確度也比方格法高，但測量不規(guī)則形狀的葉片時(shí)其精確度降低，不適合作物苗期和具有較小葉片植物的葉面積測量。

傳統(tǒng)葉面積測量還有系數(shù)法、葉面儀測量法等。其中系數(shù)法利用平均原理，可以進(jìn)行非破壞性測定，但必須用其它方法確定系數(shù)之后才能用，且系數(shù)會(huì)隨品種的不同而不同，結(jié)果誤差也較大，葉面儀測量法精度很高，速度快，但其價(jià)格昂貴，維修不方便，它破壞作物群體結(jié)構(gòu)且對(duì)測量的葉子大小也有一定的限制。因此傳統(tǒng)方法存在著測量不準(zhǔn)確、操作煩瑣、破壞作物生長、測量范圍窄等一系列缺點(diǎn)，不能滿足科研等工作對(duì)葉片面積測量的要求。

圖像處理法是利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)進(jìn)行葉面積測量。目前常用的采樣方法是將一張坐標(biāo)紙緊密固定在硬塑料板上，作為拍攝背景底板；將待測葉片平展于底板上，確保葉片完全舒展；利用數(shù)碼相機(jī)拍照獲取葉片圖像。該取樣方法過分依賴于坐標(biāo)紙作為圖像的基準(zhǔn)標(biāo)尺，缺乏野外調(diào)查的靈活性，不適用于陰雨天氣，同時(shí)，用坐標(biāo)紙作為拍攝背景底板，不易獲得高反差照片，使得描繪葉片輪廓時(shí)容易產(chǎn)生視覺誤差。

采集后的葉片圖像目前通過計(jì)算機(jī)有2種處理方法。一種是利用Photoshop軟件，在對(duì)這些相片像進(jìn)行預(yù)處理后，將圖像由RGB圖像轉(zhuǎn)換為色度圖像，再將轉(zhuǎn)換后的灰度圖像進(jìn)行圖像分割、去噪處理、邊緣提取后可得到標(biāo)準(zhǔn)參照物與被測葉片的像素?cái)?shù)，即得到了面積比。通過公式計(jì)算出葉片面積當(dāng)參照物面積已知，即可得到葉片面積：S₁=S₂×（T₁/T₂）(S₁為葉片面積，S₂為參照物面積，T₁為葉片圖像所包含的像素總數(shù)，T₂為參照物圖像所包含的像素總數(shù))。該方法步驟繁瑣，適用于對(duì)Photoshop軟件較為熟悉的人員，一般人員不易掌握，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

另一是利用AutoCAD軟件，將葉片圖像邊緣用多線段進(jìn)行描繪，將線段進(jìn)行閉合后，用面積查詢功能直接測量葉片面積，再通過圖像比例尺進(jìn)行換算即得到葉片的實(shí)際面積。但目前報(bào)道的在命令欄種輸入英文字母“C”使多線段閉合的方法，由于葉片的不規(guī)則性，往往很難實(shí)現(xiàn)，對(duì)AutoCAD軟件不熟悉的人員該種操作方法不易掌握，且在線段閉合過程中花費(fèi)大量時(shí)間，效率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)上述問題，提供一種簡單、操作的植物葉面積測量方法，該方法能夠解決1、透明方格法、復(fù)印稱重法以及葉面積儀器法需要破壞作物群體結(jié)構(gòu)，進(jìn)行離體葉片，對(duì)植物有一定程度的傷害問題；2.解決目前無損測定中葉面積儀器法價(jià)格昂貴、測量范圍小、不易普及的問題；3.解決目前直尺簡易測定法中精度不高、應(yīng)用范圍窄的問題；4.解決目前利用Photoshop軟件進(jìn)行葉片圖像像素分析方法中步驟繁瑣、不易掌握的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種植物葉面積無損測定方法，其方法及步驟為：

（1）葉片圖像采集，該步驟的具體分步驟為：

a、選取和測試葉片有明顯反差的拍攝背景底板，然后將坐標(biāo)尺固定于底板的一側(cè)。

b、將待測葉片平鋪于底板上，用透明塑料板壓平，確保待測葉片完全伸展；

c、利用數(shù)碼相機(jī)出廠時(shí)設(shè)定的拍攝分辨率、圖像存貯像素，拍攝角度近似90°的情況下對(duì)葉片進(jìn)行拍攝；

（2）、室內(nèi)葉面積測量計(jì)算,該步驟的具體分步驟為：

a、將拍攝到的葉片圖像存儲(chǔ)到預(yù)裝有AutoCAD軟件的計(jì)算機(jī)中；

b、運(yùn)行AutoCAD軟件，執(zhí)行“插入”/“光柵圖像”命令；

c、根據(jù)打開的“選擇圖像文件”對(duì)話框，選擇存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的葉片圖像，然后單擊“打開”按鈕；

d、在打開的“圖像”對(duì)話框中，選擇“在屏幕上指定”復(fù)選項(xiàng)；

e、用鼠標(biāo)在適當(dāng)?shù)奈恢谩⒁赃m當(dāng)?shù)谋壤蚪嵌炔迦雸D像；