[發明專利]一種具有主脈的植物葉片的卷曲程度測定方法

有效

• 申請號: 202010043927.9
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111259321B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 陳祖豪;王鋮杰;張垚;張競成;吳開華
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F17/13
• 分類號: G06F17/13;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發明公開了一種具有主脈的植物葉片的卷曲程度測定方法。本發明如下：步驟一、建立卷曲葉片空間幾何形態模型；y＝asubgt;f/subgt;xsupgt;2/supgt;。步驟二、在被測葉片上選取n個被測橫截面，分別測量各被測橫截面對應的葉片寬度和葉片邊緣處的撓度。分別以各個被測橫截面葉片寬度的二分之一為橫坐標值，葉片撓度為縱坐標值，在平面直角坐標系中描出n個離散點。將n個離散點通過最小二乘法法擬合成拋物線y＝asubgt;f/subgt;xsupgt;2/supgt;。得到被測葉片對應的特征參數asubgt;f/subgt;。特征參數asubgt;f/subgt;越大，則被測葉片卷曲越顯著。本發明為定量描述與葉片卷曲特性的相關的生理生態特征提供依據。進而提高了生理生態監測和植被遙感定量監測的精準度。

技術領域

本發明屬于定量描述植物方法技術領域，具體涉及一種具有主脈的植物葉片的卷曲程度測定方法。

背景技術

植物葉片卷曲參數是表征植物生理生態特征的重要參數之一。當植物葉片受到環境條件的變化，如光照、溫度、水分、特定病蟲害的變化發生或脅迫，葉片為了避免適應環境條件生長造成植物體的傷害、保護光合作用、適應逆境條件生長，具有主脈葉片趨于向近軸面方向卷曲。葉片不同的卷曲程度體現了葉片對環境脅迫條件變化響應關系，定量葉片卷曲特征也是研究植物生理生態特征對生長環境響應重要方面。

植被冠層的具有主脈葉片卷曲通常是指植物受到生長環境變化而迫使葉片以葉脈對稱橫向卷曲的生物響應。在植被遙感監測中，一般認為葉片為平整的，當葉片發生卷曲后，葉片的反射、吸收和透射的光學特性都發生了變化，其原因是由于葉片卷曲后：1)該葉片的攔截入射光的面積變小；2)葉片相對入射光源的入射角度不是像平整葉片是一個恒定的角度，而是在卷曲葉片上不同單位面積上有不同的入射輻射角度；3)在1)和2)的基礎上，相對平整葉片形成了整個葉片不同入射輻照度、入射光角度，進而形成相對平整葉片不同的反射、吸收和透射的葉片的光學屬性。而在植被冠層中，葉片卷曲是的一種常見的特征，這種葉片卷曲的特征的考慮，改變了植被冠層的光學屬性(反射、透射和吸收)的定量描述。因此，利用植被光學屬性特征監測植被生理生態特性，考慮葉片卷曲特征也是具有一定的實現意義。

具有主脈葉片卷曲的研究主要集中在玉米、小麥和園林植物等。通常使用葉片相同位置的卷曲狀態下的葉片寬度和展平的狀態下的葉片寬度之比來描述葉片的卷曲程度。但是這種定量描述存在一個問題：不同寬度葉片(展平狀態)，在相同卷曲程度下(環境脅迫條件相同下)，使用上述的表述方法得到不同的葉片卷曲程的描述；或在同一葉片寬度(展平狀態)，在不同葉片卷曲程度下(環境脅迫條件不同下)，使用上述的表述方法得到相同的葉片卷曲程的描述。其原因可能是人為葉片卷曲是一種線性卷曲，但是實際上是葉片卷曲是一種基于葉片滲透壓變化的靜力學驅動的非線性卷曲。對于從葉片卷曲的角度，定量描述植物生理生態特征造成困惑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于靜力學原理具有主脈的植物葉片卷曲特征定量方法。

本發明具體如下：

步驟一、建立卷曲葉片空間幾何形態模型；y＝a_fx²；式中，y表示卷曲葉片上任意一點的撓度，x表示該點所在橫截面對應的葉片寬度的二分之一；a_f為特征參數。

步驟二、在被測葉片上選取n個被測橫截面，n≥3，分別測量各被測橫截面對應的葉片寬度和葉片邊緣處的撓度。分別以各個被測橫截面葉片寬度的二分之一為橫坐標值，葉片撓度為縱坐標值，在平面直角坐標系中描出n個離散點。將n個離散點通過最小二乘法法擬合成拋物線y＝a_fx²。得到被測葉片對應的特征參數a_f。特征參數a_f越大，則被測葉片卷曲越顯著。

進一步地，卷曲葉片空間幾何形態模型的建立方法如下：

(1)利用大撓度力學原理，建立卷曲葉片的卷曲距動力方程。