[发明专利]半球摄影法获取水稻冠层叶面积指数和平均叶倾角的方法

摘要

本发明公开了一种半球摄影法获取水稻冠层叶面积指数和平均叶倾角的方法。运用基于鱼眼镜头的数字半球摄影系统，从水稻冠层内部自下而上采集水稻冠层半球图像，对此半球图像进行灰度转换和二值化后，从中获取57°视角天顶角下的冠层孔隙度，基于Beer-Lambert定律和泊松模型，以及水稻冠层叶片投影函数的两大特性，计算57°视角天顶角单角度条件下的水稻冠层LAI和ALIA；运用椭圆函数模拟水稻冠层的叶倾角分布，对单角度法求出的水稻冠层LAI和ALIA进行优化，完成水稻冠层LAI和ALIA的快速获取。不用野外采摘水稻叶片进行破坏性人工测量，能实时获取水稻冠层LAI和ALIA，为实时监测水稻长势、进行水稻遥感估产提供基础参数。

主权项

一种半球摄影法获取水稻冠层叶面积指数和平均叶倾角的方法，其特征在于该方法的步骤如下：1)拍摄图像：将半球镜头的数码相机镜头朝上，水平放置在水稻冠层内部拍摄水稻冠层原始彩色半球图像，以JPG图像文件的形式存放在电脑中；2)彩色图像灰度转换：将数码相机拍摄到的原始彩色半球图像通过图像处理软件转换为灰度半球图像，存放在电脑中；3)灰度图像二值化：将2)步骤中的灰度半球图像转换为只含有“黑”、“白”两种象元的二值半球图像，存放在电脑中；4)计算冠层孔隙度：基于二值半球图像计算水稻冠层孔隙度，存放在电脑中；5)计算57°单角度天顶角下的叶面积指数和平均叶倾角：根据水稻冠层叶面积指数与冠层孔隙度的关系以及叶倾角投影函数G函数的两个特点，计算57°单角度天顶角下的叶面积指数和平均叶倾角；6)57°单角度叶面积指数和平均叶倾角的优化：用椭圆函数模拟水稻冠层的叶倾角分布，来替代5)步骤中获得的简单的一个平均叶倾角，进行单角度叶面积指数和平均叶倾角的迭代优化，获取最佳的水稻冠层叶面积指数和平均叶倾角；7)整个计算采用Visual C#2005编程实现。