基于对称凸包和平滑轮廓的单木通透度计算

【目的】为解决现有单木通透度评估受观察者视角和主观性影响较大、难以建立统一判别标准的问题,基于树木数字图像进行单木结构特征识别与整合,研究树冠所形成的内部和外部区域,定量评估单木通透度,为单木健康状况监测和生长状态分析提供技术支持。【方法】以雪松为研究对象,采用Surface Pro 4获取单木图像,利用压感触控笔手工圈存图像中冠层区域,并将圈存区域进行图像灰度化和二值化,得树木二值化图像,运用形态学运算获得树冠平滑轮廓,确定树冠在竖直方向的对称轴,建立树冠基于对称轴的镜像,使用Delaunay Tri函数得到冠层三角网,Convex hull函数得到树冠凸包,从平滑轮廓中任意点开始沿顺时针方向行走,计算平滑轮廓上各点到凸包的最短距离,利用K-均值聚类算法确定深度和轻度凹陷,计算深度凹陷密度,将树冠平滑轮廓内区域进行连通区域标记,利用K-均值聚类算法将标记的连通区域分为大孔和小孔,分别计算大孔和小孔密度,对深度凹陷密度、大孔和小孔密度3个系数赋予不同权重,定量评估单木通透度。参考林业专家经验和树木生长规律,采用深度凹陷密度、大孔和小孔密度3个系数定量评估单木通透度,考虑深度凹陷对冠形和...     

基于骨架提取和二叉树分析的玉米植株图像茎叶分割方法

对玉米植株图像的茎叶进行分割,为组分表型分析、植株对环境胁迫的响应等后续研究提供参数和依据。采用内布拉斯加大学林肯分校植物表型数据集中的玉米植株图像,自动进行玉米植株图像的裁剪和二值化;通过骨架细化算法建立植株的骨架模型,并设定阈值去除骨架中的毛刺;然后检测骨架上的端点和交叉点,采用二叉树分析骨架模型,最终确立各级节点及各个叶片,从而实现茎叶分割。结果表明,建立的玉米植株茎叶分割算法,具有处理速度快、易于理解等优点,为玉米等植物表型分析与育种等提供支持。