[發(fā)明專利]一種樹葉面積、周長、葉長和葉寬的測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710059592.8
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106813576A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 樂通潮;譚芳林;聶森
• 申請（專利權(quán)）人: 福建省林業(yè)科學研究院
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/02;G01B11/28;G06K9/00;H04N1/04
• 代理公司: 福州科揚專利事務所35001
• 代理人: 羅立君

1.一種樹葉面積、周長、葉長和葉寬的測量方法，首先將采集的樹葉通過掃描模塊掃描后保存成圖片格式；其次利用ArcGIS軟件的模型構(gòu)建器構(gòu)造模型，構(gòu)造的模型包括輸入輸出模塊、ISO聚類非監(jiān)督分類模塊和字段運算模塊，所述ISO聚類非監(jiān)督分類模塊、字段運算模塊和輸入輸出模塊形成具有友好界面的工具；再次，利用生成的工具輸入樹葉圖像和輸出路徑，生成文件夾內(nèi)每一片樹葉的周長、面積、葉長和葉寬數(shù)據(jù)；其特征在于：構(gòu)造的模型還包括文件夾圖片處理模塊、邊緣預處理模塊、柵格矢量化模塊、最大外接矩形模塊和圖層轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)表模塊；掃描模塊掃描樹葉并通過文件夾圖片處理模塊和輸入輸出模塊導入ISO聚類非監(jiān)督分類模塊進行解析，解析數(shù)據(jù)經(jīng)邊緣預處理模塊處理得到樹葉邊界，再通過柵格矢量化模塊進行邊界數(shù)據(jù)化，然后通過字段運算模塊獲得樹葉的周長和面積數(shù)據(jù)，通過最大外界矩形模塊獲得樹葉的葉長和葉寬數(shù)據(jù)，最終樹葉的周長和面積數(shù)據(jù)以及葉長和葉寬數(shù)據(jù)通過圖層轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)表模塊導出。

2.如權(quán)利要求1所述的一種樹葉面積、周長、葉長和葉寬的測量方法，其特征在于：所述掃描模塊包括掃描儀，保存成JPG或PNG格式；所述文件夾圖片處理模塊包括迭代器；所述圖層轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)表模塊轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)表為Excel。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種樹葉面積、周長、葉長和葉寬的測量方法，其特征在于：

（1）將采集的樹葉平鋪在普通掃描儀上，葉子之間留有空隙避免相互重疊，掃描分辨率為100-300dpi；

（2）ISO聚類非監(jiān)督分類，類數(shù)目設置為2，最小類大小設為200，采樣間隔設為10，屬性的前提條件為解析路徑模塊產(chǎn)生的值；

（3）邊緣預處理模塊包括眾數(shù)濾波和邊界清理模塊；眾數(shù)濾波，要使用的相鄰要素數(shù)設置為EIGHT，替換閾值設置為HALF，并且執(zhí)行2次；邊界清理模塊，勾選 “運行兩次擴展與收縮”；

（4）葉片輪廓圍成的矢量多邊形的面積由模塊的Shape.Area函數(shù)直接獲得；葉片輪廓圍成的周長由Shape.Length函數(shù)直接獲得；根據(jù)像素與實際長度的轉(zhuǎn)換公式：2.54cm/DPI，葉片實際面積S=Area*(2.54cm/DPI)^2；葉片實際周長C=Cir*2.54cm/DPI；葉片輪廓矢量多邊形的最大外接矩形的面積和周長由函數(shù)直接獲得，葉長L=0.25*(Cir_max+(Cir_max^2-16*Area_max)^0.5)*2.54cm/DPI；葉寬W=0.25*(Cir_max-(Cir_max^2-16*Area_max)^0.5)*2.54cm/DPI；

（5）利用字段運算模塊將葉片的面積、周長、葉長和葉寬數(shù)值添加到葉片矢量圖形對象的屬性表；利用圖層轉(zhuǎn)化圖層轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)表模塊，將葉片圖形的屬性表轉(zhuǎn)為Excel表，每一條記錄對應每一片樹葉的面積、周長、葉長和葉寬。