柑橘叶面积指数自动测量红外透射系统的开发与应用.pdf

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1、第28卷2012焦第18期9月农业工程学报V01．28No．18TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringSep．2012155柑橘叶面积指数自动测量红外透射系统的开发与应用吴伟斌1,2,3，洪添胜1，2，3※，张立俊3，李岳铖3，郑喜和3，施剑铸3，霍庆3(1．华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点试验室，广州510642；2．国家柑橘产业技术体系机械研究室，广州510642；3．华南农业大学工程学院，广州510642)摘要：针对间接方法测叶面

2、积指数(1eafareaindex，LAI)一般不考虑单一孤立果树冠层、叶片相互重叠因素及图像处理速度低的缺点，通过正交试验确定单一孤立柑橘LAI测量的主要影响因素为重叠叶片数(仅

3、柑橘园45棵橘树测量，以直接法和采样法计算的LAI值作为真实值，相对误差绝对值的平均为31．4％；参照对比的WinSCANOPYPro植物冠层分析系统专业版测量值与真实值比较，相对误差绝对值的平均为29．8％。两系统误差接近，表明本系统可满足柑橘LAI测量试验要求。关键词：红外透射，自动测量，模型，叶面积指数，柑橘，有间隙的重叠叶片doi：10．3969巧．issn．1002—6819．2012．18．023中图分类号：$237；TP274．2文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一18—0155-08吴伟斌

4、，洪添胜，张立俊，等。柑橘叶面积指数自动测量红外透射系统的开发与应用[J]．农业工程学报，20t2，28(18)：155—162．WuWeibin，HongTiansheng，ZhangLijun，eta1．DevelopmentandapplicationofcitrusLAIusinginfraredtransmittancetechnique[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2012，2

5、8(18)：155—162．(inChinesewithEnglishabs仃acO0引言叶面积指数(1eafareaindex，LAJ)是生态系统的一个重要结构参数。传统的直接测量LAJ对植物本身具有一定破坏性，且人工采集样品耗时耗力。间接方法以光学模型为主，近年来，出现了一系列基于光学模型方法的检测冠层LAJ的新仪器，如澳大利亚CSIRO的DEMON，英国Delta-T的SunScan，美国Licor的LAI-2000、LI一191和CID的CI一100／110DigitalPlantCanopyImager、加拿大Wi

6、nSCANOPY鱼眼相机冠层分析仪等。因为国际上还没有一个统一的试验检验标准，同时各种仪器有各自的理论模型、分析分收稿日期：2012-05—04修订日期：2012—08-22基金项目：国家自然科学基金项目(30871450)；现代农业产业技术体系建设专项资金项目(CARS．27)：国家公益性行业(农业)科研专项经费项目(200903023)；国家星火计划项目(2011GA780037)：广东省科技计划项目(2010A020507001．144)作者简介：吴伟斌(1978一)。男，广东中山人，博士，副教授，主要从事信息技术与光

7、机电一体化技术应用研究，广州华南农业大学工程学院，南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室，国家柑橘产业技术体系机械研究室，510642。Email：wuweibin@scau．edu．cn※通信作者：洪添胜(1955一)，男，广东梅县人，博士，教授，博士生导师，中国农业工程学会高级会员(E041200036S)。广州华南农业大学工程学院。南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室。国家柑橘产业技术体系机械研究室，510642。Email：tshong@scau．edu．ca法和应用条件【1。5j。光学模型分为可见光光学模

8、型和图像处理2种，前者通过穿透到植冠内的辐射比尔定律(thelawofBeer)等公式，得到作物群体内辐射衰减公式，进而推导出L础，优点是比较简易方便，缺点主要是不考虑相互重叠因素，导致误差大；后者相对全面准确，但是图像分割技术具有局限且其图像处理速度6-161。两者的测量对象都是以均匀分