一种测定植物叶面积的方法技术

本发明专利技术提供了一种测定植物叶面积的方法，属于植物生理生态学研究技术领域，包括以下步骤：植物叶片采集、植物叶片拍照、图片格式转换、确定TIC点坐标、利用eCognition软件对图片进行识别、利用ArcMap中的标尺读取叶片长度和宽度、拓扑及获取数据、得到叶面积。该方法成本低，操作灵活，测量精准，节省时间，有效的解决了不规则叶片和小型叶片面积测量和计算的问题，减少了人为误差，可单独保存和再次读取；可以测定任何植物叶片的叶面积；野外操作十分方便，可进行大量样本的测定；由计算机直接测量线和面状信息，该方法很好的减少了主观影响带来的误差；建立的各矢量文件可以单独保存和再次读取，便于下一次使用。

A METHOD FOR DETERMINING PLANT LEAF AREA

The invention provides a method for measuring plant leaf area, which belongs to the technical field of plant physiology and ecology. It includes the following steps: plant leaf collection, plant leaf photography, image format conversion, determination of TIC point coordinates, image recognition by eCognition software, reading leaf length and width, topology and acquisition of data by using scales in ArcMap, and obtaining leaf area. \u3002 The method has the advantages of low cost, flexible operation, accurate measurement and time saving. It effectively solves the problem of measuring and calculating irregular and small leaf area, reduces human errors, and can be stored and read separately. It can measure the leaf area of any plant leaves. It is very convenient to operate in the field and can measure a large number of samples. It can directly measure line and surface letters by computer. This method can reduce the error caused by subjective influence, and the established vector files can be saved and re-read independently for the next use.

【技术实现步骤摘要】
一种测定植物叶面积的方法
本专利技术属于植物生理生态学研究
，具体涉及一种测定植物叶面积的方法。
技术介绍
植物功能性状易于观测和度量，是物种长期进化过程中适应不同环境而形成的结果，能够客观表达植物对外部环境的适应和响应。植物功能性状能够响应生境的变化并对生态系统功能有一定作用，反映了植物表征生态系统功能方面的指示作用，体现了与生态系统过程和功能之间的关系。而植物功能性状响应生态系统的过程中叶性状起到关键作用，而叶性状中叶面积测量是必不可少的。目前，主要是借助便携式激光叶面积仪和传统数格子方法来进行植物叶面积的测定，该叶面积仪具有体积小、便于携带的优点，且传统数格子方法操作简单。同时，现有的便携式激光叶面积仪和传统数格子等测定植物叶面积也存在以下几点缺陷：(1)便携式激光叶面积仪价格贵，维修费用高而且出现损坏时维修时间长；(2)在使用便携式激光叶面积仪测小型植物叶面积时出现数据不准确的情况，比如在使用激光叶面积仪测定草木樨状黄芪的叶面积时会出现叶片过小而没有数据，而且在测定的过程中叶片也容易损坏；(3)仪器本身对天气也有局限性，野外作业碰见下雨或潮湿天气时便携式激光叶面积仪不能使用；(4)传统的数格子测叶面积方法费时而且每个人的数法不一，统计的数据不准确。因此，本申请提出了一种基于ArcGIS技术的测定植物叶面积的方法。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种测定植物叶面积的方法。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种测定植物叶面积的方法，包括以下步骤：步骤一，野外采集植物叶片；步骤二，对采集的植物叶片进行拍照，获得植物叶片的原始JPEG图像文件；步骤三，将原始JPEG图像文件导入软件PCIGeomaticaV8.2中，利用软件PCIGeomaticaV8.2将原始JPEG图像文件转换成PIX文件，以备在ArcMap中编辑；步骤四，在PCIGeomaticaV8.2软件的Xpace命令下，确定每张PIX文件中图像的左下角及右上角TIC点的坐标，以确定PIX文件中整体图像的长和宽；步骤五，利用eCognition软件，对叶片PIX文件进行自动识别，获得每片叶片的边界线图片，并导出为矢量文件；步骤六，在ArcMap中打开矢量文件，利用ArcMap中的标尺，对矢量文件进行叶片长度和宽度两项指标的读取；步骤七，在ArcGIS中打开叶片的边界矢量文件，使用计算几何工具自动计算叶面积。优选地，所述对采集的植物叶片进行拍照，获得原始JPEG图像文件包括以下步骤：在相机架子上铺坐标纸，将采集的植物叶片放在坐标纸上，调好焦距，进行拍照或者以压标本的方式带回实验室进行拍照，拍照时应垂直拍照，获得原始JPEG图像文件。本专利技术提供的测定植物叶面积的方法具有以下有益效果：(1)成本低，操作灵活，测量精准，节省时间，有效的解决了不规则叶片和小型叶片面积测量和计算的问题，减少了人为误差，可单独保存和再次读取；(2)可以测定任何植物叶片的叶面积指数；(3)野外操作十分方便，可进行大量样本的测定；(4)由计算机直接测量线和面状信息，该方法很好的减少了主观影响带来的误差；(5)建立的各矢量文件可以单独保存和再次读取，便于下一次使用。附图说明图1为本专利技术中测定植物叶面积的具体流程图；图2为步骤2中对叶片进行拍照，并保存为JPEG图像文件；图3为在PCIGeomaticaV8.2软件下，对原JPEG图像文件进行进一步处理之后，利用eCognition软件，对PIX文件进行自动识别获得的叶片边界线图；图4为在ArcMap中打开矢量文件，进行边界线修改；图5为再次输出的矢量文件；图6为利用ArcMap进行叶面积的计算。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1随着科技技术的发展，ArcGIS在生态学各个领域的理论与应用越来越广泛，例如：ArcGIS在景观生态学，海洋生态环境监测，农田生态系统，利用ArcGIS计算生态承载力，ArcGIS做生态风险空间分布图等等。而且ArcGIS技术日益成熟，成为生态学领域不可或缺的一项技术，因此，本实施例借助ArcGIS来完成植物叶面积的计算。本实施例提供了一种测定植物叶面积的方法，具体如图1至图6所示，包括以下步骤：步骤一，野外采集植物叶片，采集的叶片可以是任何形状，如片状、条状或针状等；步骤二，对采集的植物叶片进行拍照，获得植物叶片的原始JPEG图像文件；具体操作为：在相机架子上铺着坐标纸，将采集的植物叶片放在坐标纸上，调好焦距，进行拍照或者以压标本的方式带回实验室进行拍照，拍照时应垂直拍照，获得原始JPEG图像文件；步骤三，将原始JPEG图像文件导入软件PCIGeomaticaV8.2中，利用软件PCIGeomaticaV8.2将原始JPEG图像文件转换成PIX文件，以备在ArcMap中编辑；步骤四，确定PIX文件中整体图像的长和宽，具体为在PCIGeomaticaV8.2软件的Xpace命令下，确定每张PIX文件中图像的左下角及右上角TIC点的坐标，并自定义单位(cm)；步骤五，利用eCognition软件，对叶片PIX文件进行自动识别，获得每片叶子的边界线图片，并导出为矢量文件；步骤六，在ArcMap中打开矢量文件，利用ArcMap中的标尺，对矢量文件进行叶片长度和宽度两项指标的读取；步骤七，在ArcGIS中打开叶子的边界矢量文件，在属性里新建字段，命名为“Area”，在新字段上点右键，选择“计算几何”，自动计算叶面积，计算依据是步骤四中的坐标值即步骤六中叶片长度和宽度值。本实施例提供的测定植物叶面积的方法方法成本低，操作灵活，测量精准，节省时间，有效的解决了不规则叶片和小型叶片面积测量和计算的问题，减少了人为误差，可单独保存和再次读取；可以测定任何植物叶片的叶面积指数；野外操作十分方便，可进行大量样本的测定；由计算机直接测量线和面状信息，该方法很好的减少了主观影响带来的误差；建立的各矢量文件可以单独保存和再次读取，便于下一次使用，由于区域特征，北方草地，尤其荒漠草原植物叶片均有小型化或退化成针刺状的特点，运用便携式激光叶面积很难取得正确数据。而本专利技术中采用的新方法可以准确的测定任何面积大小的植物叶片参数。以上所述实施例仅为本专利技术较佳的具体实施方式，本专利技术的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测定植物叶面积的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，野外采集植物叶片；步骤二，对采集的植物叶片进行拍照，获得植物叶片的原始JPEG图像文件；步骤三，将原始JPEG图像文件导入软件PCI Geomatica V8.2中，利用软件PCI Geomatica V8.2将原始JPEG图像文件转换成PIX文件，以备在ArcMap中编辑；步骤四，在PCI Geomatica V8.2软件的Xpace命令下，确定每张PIX文件中图像的左下角及右上角TIC点的坐标，以确定PIX文件中整体图像的长和宽；步骤五，利用eCognition软件，对叶片PIX文件进行自动识别，获得每片叶片的边界线图片，并导出为矢量文件；步骤六，在ArcMap中打开矢量文件，利用ArcMap中的标尺，对矢量文件进行叶片长度和宽度两项指标的读取；步骤七，在ArcGIS中打开叶片的边界矢量文件，使用计算几何工具自动计算叶面积。

【技术特征摘要】
1.一种测定植物叶面积的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，野外采集植物叶片；步骤二，对采集的植物叶片进行拍照，获得植物叶片的原始JPEG图像文件；步骤三，将原始JPEG图像文件导入软件PCIGeomaticaV8.2中，利用软件PCIGeomaticaV8.2将原始JPEG图像文件转换成PIX文件，以备在ArcMap中编辑；步骤四，在PCIGeomaticaV8.2软件的Xpace命令下，确定每张PIX文件中图像的左下角及右上角TIC点的坐标，以确定PIX文件中整体图像的长和宽；步骤五，利用eCognition软件，对叶片...

【专利技术属性】
技术研发人员：康萨如拉，宝海风，
申请(专利权)人：内蒙古农业大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15