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数字图像处理技术在蔬菜叶面积测量中的应用

2013-05-07 13:32:44    益择发布
数字图像处理技术在蔬菜叶面积测量中的应用
杨劲峰1, 陈 清2, 韩晓日1, 李晓林2, H. P. L ieb ig3
(1. 沈阳农业大学;  2. 中国农业大学;  3. Hohenheim U niversity, Stut tgart D270593)
摘 要: 采用平台扫描仪获取叶片的数字图像, 建立运用数字图像处理技术测定蔬菜叶面积的方法。同时与目前较
常用的交叉网格法、C ID 仪器法、复印称重法和生产上常用的直尺法进行比较分析。结果表明: 图像处理方法和上
述传统的叶面积测定方法的测定结果呈极显著的线性相关关系, 适用于叶面积的测量工作; 和其它方法相比具有
准确、快速、适用范围广、容易普及等优点, 适用于科研和生产推广使用。试验还得出采用直尺法时, 油菜和空心菜
的叶面积的校正系数分别为0. 792 和0. 818。
关键词: 图像处理; 叶面积测量; 蔬菜
中图分类号: TP391. 41    文献标识码: A     文章编号: 100226819 (2002) 0420155204
收稿日期: 2001206228
基金项目: 北京市自然科学基金项目(6991004) ; 国家重点基础
研究规划项目(G1999011807) ; 德国教育科技部(BMBF) 中德合
作项目“提高华北地区农业生产力的研究”(1998~ 2001)
作者简介: 杨劲峰(1976- ) , 男, 博士研究生, 沈阳市东陵路 沈
阳农业大学土地与环境学院植物营养系, 110161
  最近几十年, 计算机技术得到了迅猛发展。随着
计算机硬件成本的下降和处理器速度的提高, 其应
用方面越来越广, 已经涉及到了生物学、医学、航空
学等领域。图像处理技术开始展露头角, 并且在农业
上得到了一定的应用, 获得了较好的效果[ 1, 7 ]。
叶片作为植物进行光合作用和蒸腾作用的主要
器官, 其发育状况和叶面积大小对作物生长发育、抗
逆性及产量形成的影响很大, 是生理生化、遗传育
种、作物栽培等方面研究所经常考虑的内容[ 2 ]。因此
建立方便、准确的叶面积测定方法, 对指导作物栽培
密度及施肥水平, 达到调整群体结构、充分利用光、
热资源、合理进行施肥以获得蔬菜高产具有重要的
意义[ 3 ]。目前常用的叶面积的测定方法有网格交叉
法[ 4 ]、叶面积仪法[ 5 ]、复印称重法等。这些方法各有
利弊, 如网格交叉法比较准确, 但需要消耗大量的时
间; 叶面积仪器法虽然具有快速的特点, 但其测量结
果具有较大的波动性; 而称重复印法则受纸张和复
印机的影响较大。上述测定方法在生产应用时通常
与直尺法[ 2 ]结合使用。直尺法需要乘以一个校正系
数, 而校正系数受作物的品种、叶龄和环境等因素的
影响较大, 适用范围较窄。本文旨在利用现有的计算
机设备, 寻找一种简便、快速、正确估算叶面积的方
法, 并和直尺法之间建立回归方程, 得到校正系数,
指导生产。
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