利用二维图像评价“Y”形苹果幼树的分形特征

【目的】定量化评价果树的树体结构,为果树的合理整形修剪提供指导。【方法】基于分形理论,采用计盒维数的方法,将果树二维图像分形维数作为评价树体结构的指标,研究了长富2号、玉华早富、富红早嘎、烟富6号和丽嘎啦等5个苹果品种“Y”形幼树二维图像的分形特征。【结果】不同品种苹果幼树二维图像的分形维数有差异,同一品种果树正、侧视图像的分形维数存在差异,正视图的分形维数介于1.697～1.554,侧视图的分形维数介于1.699～1.563,同一品种侧视图的分形维数大于正视图,分形维数与果树枝条长度、数量呈正相关关系,5个苹果品种幼树二维图像的分形维数表现为长富2号>玉华早富>富红早嘎>烟富6号>丽嘎啦。【结论】分形维数能客观地反映果树干枝的空间分布及空间利用程度,可作为评价苹果幼树树体结构的定量化指标,用于指导苹果幼树的整形修剪。     

“V”字形苹果幼树二维图像的分形特征

果树的树体结构对树木的生长和生产力具有极为重要的影响。然而目前对幼树树形特征的研究和评价较少。2009-2011年,采用计盒维数和Photoshop图像处理技术,调查不同方位及不同品种两年生"V"字形苹果幼树二维图像的分形维数与分形特征。从"V"字树形整体水平上看,果树侧视图的分形维数按品种排序为富红早嘎>红盖露>玉华早富>长富2号>丽嘎啦>烟富6号,变化范围为1.650～1.700;正视图的分形维数按品种排序为红盖露>玉华早富>丽嘎啦>烟富6号>富红早嘎>长富2号,变化范围为1.583～1.631;正视和侧视图总体分形维数按品种排序为红盖露>玉华早富>丽嘎啦>富红早嘎>长富2号>烟富6号,变化范围为1.620～1.660。从"V"字形树的局部特征看,树体由东边和西边树组成。6个品种东边和西边苹果树侧视图的分形维数分别为1.593～1.683和1.645～1.720;正视图的分形维数分别为1.548～1.627和1.568～1.657。"V"字形苹果树东边树的二维图像正视和侧视分形维数都比西边树小。因此,果树二维图像的分形维数随着方位和品种而变化,可以表征不同品种及不同方位树体结构特征,并可用来指导幼树的整形修剪。     

利用分形维数分析Y形苹果幼树叶片贡献率研究

采用分形理论和图像技术相结合的方法,调查了Y形苹果幼树不同品种、不同方位的分形维数,根据二维图像的分形维数提出了叶片贡献率(CRL)的概念,并将其作为描述叶片在树体结构中空间分布状态的参数.结果表明:5个品种Y形苹果幼树的分形维数对比发现,果树树体结构的分形维数与枝条长度和数量呈正相关的关系,且不同品种的分形维数存在显著差异,5个品种苹果幼树二维图像的分形维数表现为:“长富2号”＞“玉华早富”＞“富红早嘎”＞“烟富6号”＞“丽嘎啦”;二维图像的分形维数侧视图大于正视图;有叶片树和除叶片树的分形维数差异极显著,对于正视图来说,有叶片树的分形维数介于1.592～1.661,除叶片树的分形维数介于1.280～1.405;CRL介于15.13％～19.60％.对于侧视图来说,有叶片树的分形维数介于1.627～1.728,无叶片树的分形维数介于1.329～1.433,CRL介于16.55％～18.87％.表明,叶片贡献率可用来表征叶片在树体结构中的空间分布状态.