秸秆覆盖度图像处理识别及其对出苗率的影响

【摘要】：保护性耕作作为一种新型耕作方式解决了许多国家在农业耕种上遇到的问题,具有社会、生态、经济综合效益的农机化技术措施,也是治理沙尘暴和缓解旱灾发生的措施之一。 用大量秸秆残茬覆盖地表是保护性耕作的主要特征之一。这种耕作方式充分利用了茎杆、根茎的生物资源,它在一定程度上能够保护土壤,减少水上流失和地表水分蒸发,提高土壤有机质含量。但同时出现了许多和秸秆覆盖有关的问题,不适量的秸秆覆盖不但不能促进农作物生长,还会给农作物生长带来危害。合理的秸秆覆盖度研究是保护性耕作需要解决的基本理论之一。 本文选取河北保定市河北农大一分场和北京昌平大新峰村试验田作为典型研究区域,因为这些地区进行了多年的保护性耕作试验。在试验区拍摄了大量的玉米秸秆覆盖的图片和测量了小麦的出苗率,本试验的研究内容包括:(1)对采集到的图像进行处理与识别—将秸秆从背景中(包括土壤、麦苗)分离出来。通过图像增强、滤波、除噪等一系列的处理,改善图像效果,同时计算秸秆覆盖程度。(2) 分析小麦的出苗率与秸秆覆盖度之间的关系和小麦出苗率与秸秆覆盖量之间的关系。 本试验的重点是图像处理和分析,在图像处理过程中,本试验首先对图像进行采样和量化,再进行正交变换之后进行处理。通过修正图像的灰度等级,增强了秸秆和背景的区分度,使用线性滤波和中值滤波去除了设备自身和拍摄过程中产生的噪声。在对图像分析过程中,对图像进行了边缘检测和图像分割,最后计算出秸秆覆盖度。 结合我们在田间试验收集的秸秆覆盖量和小麦出苗率,本文分析了秸秆覆盖度和小麦出苗率之间的关系以及秸秆覆盖量与小麦出苗率之间的关系。结果表明:秸秆覆盖度和小麦出苗率拟合成三次曲线模型;当秸秆覆盖量在10克～20克的时候,小麦的出苗率在75%～90%。 这些试验方法还不是很成熟,试验数据采集的也不是很充足,为了更准确的分析秸秆覆盖和小麦出苗之间的关系,需要更进一步的研究。 【关键词】：保护性耕作 地表秸秆覆盖 图像处理 图像分析
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：S345
【目录】：

• 1 引言8-9
• 2 国内外研究现状9-15
• 2．1 国外现状9-10
• 2．2 国内现状10-11
• 2．3 机械化保护性耕作推广前景11
• 2．4 秸秆覆盖的特点11-12
• 2．5 秸秆覆盖度测量水平与发展趋势12-15
• 3 研究区域的选择15-17
• 3．1 试验区选定的原则15-16
• 3．2 研究区域概况16-17
• 3．2．1 河北保定试验区16
• 3．2．2 北京昌平试验区16-17
• 4 主要研究内容和研究方法17-23
• 4．1 研究内容17
• 4．2 研究方法17-20
• 4．2．1 秸秆测量方法17
• 4．2．2 图像处理方法17-18
• 4．2．3 图像识别和处理软件的介绍18-20
• 4．3 测量方法及内容20-23
• 4．3．1 测量工具20
• 4．3．2 测量内容及结果20-23
• 5 图像处理和分析23-41
• 5．1 图像数据获取和显示24-28
• 5．1．1 界面设计25-28
• 5．2 图像的表示和模型化28-29
• 5．2．1 图像的采样和量化28-29
• 5．2．2 图像处理过程29
• 5．3 图像处理29-36
• 5．3．1 图像处理正交变换29-30
• 5．3．2 图像转换30-31
• 5．3．3 图像增强31-33
• 5．3．4 图像的噪声处理33-36
• 5．4 图像分析36-41
• 5．4．1 图像边缘检测36-38
• 5．4．2 图像分割38-39
• 5．4．3 计算秸秆覆盖度39-41
• 6 结果分析41-45
• 6．1 秸秆覆盖度与小麦出苗之间的关系41-44
• 6．2 桔秆覆盖量和小麦出苗之间的关系44-45
• 7 结论及建议45-46
• 7．1 结论45
• 7．2 建议45-46
• 参考文献46-49
• 在读期间发表的学术论文49-50
• 作者简历50-51
• 致谢51-52
• 附录52-56

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