浅谈计算机视觉技术在林业生产中的运用

浅谈计算机视觉技术在林业生产中的运用
摘要：随着经济的快速发展和科技的不断进步，专家对计算机视觉技术的研究越来越深，而计算机视觉技术的应用也越来越广。

目前，我国的林业生产面临着巨大的挑战，将计算机视觉技术运用在林业生产中，能极大的加速我国林业生产机械化的进程，促进我国林业发展，计算机视觉技术在林业生产中有十分广阔的应用前景。

关键词：计算机视觉技术；林业生产；运用
随着经济的快速发展，人们的生活质量得到了极大的提高是，人们对生态环境的要求也越来越高，受过去乱砍乱伐的影响，我国的林业生产效率很低，加上我国的林业生产技术比较落后，林业生产机械化程度不高，导致我国的林业发展十分缓慢。

采用计算机视觉技术能实现我国林业生产现代化、机械化、智能化的目标，计算机视觉技术能有效的改善我国的林业生产落后的现状，对我国的林业生产有十分重要的作用。

1.计算机视觉技术
计算机视觉技术是在计算机应用技术的基础上研发的一种新技术，计算机视觉技术主要用于研究计算机模拟生物的外显功能或宏观功能，计算机视觉技术涉及到计算机技术、人工智能技术、神经生物学、图像处理技术、模式识别技术等多个领域，计算机视觉技术的核心是让计算机拥有“感知”世界的能力[1]。

计算机视觉技术能在不接触被测物体的情况下，对物体进行检测；计算机视觉技术能在敏感器件下，对超声波、微波、红外线等人体无法察觉的能量进行检测，同时计算机视觉技术还能对被测物体进行长时间检测。

计算机视觉技术在工业、农业、林业、电力系统等行业有十分广泛的应用。

2.林业生产面临的挑战
2.1 缺乏林业生产技术人员
目前，我国的人口老龄化现象比较严重，在林业生产中，技术人员的年龄普遍高，而年轻的技术工作人员比较少，出现青黄不接的现象，在我国的林业生产中，机械化程度不高，大部分作业靠人工完成，而林业生产缺乏技术人员和劳动力，严重的限制了林业的发展。

因此，发展林业机械化、减少林业生产所需的劳动力成为当前林业生产面临的问题之一。

2.2 林业生产技术比较落后
随着全球资源的短缺，气候环境的逐渐恶化，可持续发展成为当前经济发展的主要模式，林业的可持续发展，能有效的改善自然生态环境，节省资源消耗，
保护气候环境，在林业生产中采用高新技术能有效的提高林业机械化程度，提高林业的生产效率，确保林业的社会效益和经济效益。

目前，我国的林业生产技术比较落后，不能实现林业生产的智能化、机械化，因此，如何将高新技术应用在林业成产中，是当前我国林业生产面临的另一个重要问题。

3.计算机视觉技术在林业生产的运用
3.1 农药使用中的视觉定位
农药的滥用不但对林业的发展造成一定的影响，还严重的污染了生态环境，在传统的农药使用中，有很大一部分农药不能发挥出功效，直接流失，据统计喷晒的农药只有25％-40％能沉积在树木的叶片上，只有1％的农药能用沉积在靶标害虫上，不足0.03％的农药能起到杀虫的效果，传统的农药使用不但造成了农药浪费，还极大的污染了周围环境。

将计算机视觉技术利用在农药喷洒中，可以对需要施药的目标图像进行分析，准确的找出施药位置和用药量，这样就能有效的减少农药的浪费，极大的提高农药的利用率，采用计算机视觉技术进行农药喷洒，还能减少人体和农药的接触，能减少农药中毒事件的发生率[2]。

3.2 林木球果采集中的应用
在林业生产中，林木球果的采集是个难点，近年来，国外已经研制一些球果采集机械进行林木球果采集，如高空作业车、摇振采种机等设备，在我国林业生产中，林木球果的采集大部分仍是人工采集，人工采集球果过程中，需要折小枝甚至要砍大枝进行球果采集，这种方法不但劳动强度大，采集效果低，还对林木有一定的损害。

利用机器人采集林木球果，能极大的提高采集效率，降低工作人员的劳动量，还能减少对林木的损害，但机器人采集过程中，需要进行人工操作，没有实现完全自动化。

将计算机视觉技术应用在机器人采集中，对需要采集的球果进行图像采集，通过分析图像，确定球果所在的具体位置，并且知道机械手进行球果采集，这样能极大的提高球果采集的成功率，使得机器人采集更加自动化。

3.3 封闭植物反应的控制
对于温室花卉栽培、苗木生产等封闭植物生长系统中，需要及时的了解植物生长环境的温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等环境因素，根据植物生长需要，适当的调节这些环境因素，从而保证植物的健康生长。

在传统的环境因素探测中，采用侵入式方法，这种方法对植物生长系统会造成也很大的干扰，很难保证探测的准确性。

研究表明，环境因素可以通过植物的外观形象表示出来，例如植物树冠的色调变化能反映出湿度的变化，植物气孔活动状况和二氧化碳浓度有一定的关系。

利用计算机视觉技术对封闭系统的植物进行图像采集，然后对图形进行分析处理，从而得到植物的外形图，根据植物外形图对封闭系统的环境因素进行判断，然后根据判断结果进行环境因素调节。

这种方法不需要侵入封闭系统中能准确的反映出植物生长环境因素的变化状况，能提高控制的针对性。

3.4 原木内部缺陷检测
一些原木的色彩鲜明，纹理形象能用于木质工艺、家具产品的加工中，如果原木内部出现缺陷，就会极大的影响这些产品的美观性。

原木内部缺陷需要采用非破坏性技术进行探测，采用CT技术进行原木内部缺陷探测，能将原木内部的断层图反映出来，通过对断层图进行分析处理，能快速、准确的得出原木内部缺陷。

4.运用计算机视觉技术的注意事项
在运用计算机视觉技术时，为快速的完成图像处理，及时得出林业生产信息，可以在图像采集系统中采用图像处理采集卡，图像处理采集卡采用DSP技术进行数据采集，它能实现图像数字化的分析、处理、转换，极大的减少了图像处理时间，提高了系统的实时性。

受自然光、林木背景的因素的影响，收集的林木图像、果实图像、叶片图像等边缘不清晰，边界轮廓特征不明显，因此，采用计算机视觉技术进行图像分析时，要注意用纹理分析法代替边缘检测，从而准确的对图像进行分析。

随着科技的不断进步，各种高性能处理器的种类越来越多，这些处理器的价格也越来越低，因此，在运用计算机视觉技术时，在测距方面，要尽量采用普通的测距装置，这样能极大的降低计算机视觉系统的成本。

在实际工作中，要根据当地的生产状况选择最合适的计算机视觉系统，争取做到投入少、产量高的效果。

5.总结
随着经济的快速发展，智能化、机械化、自动化已经成为林业生产的发展之路，计算机视觉技术是在计算机技术的基础上发展出来的一门新技术，在社会生产和生活中有广泛的应用，将计算机视觉技术应用在林业生产中，能有效的提高林业生产效率，促进林业现代化发展，确保林业生产的社会效益和经济效益。

参考文献
[1] 李永奎，刘冬.计算机视觉技术在农业生产中的应用[J].农业科技与装备，2011，（06）：136-137.
[2] 许祥祥.计算机视觉技术的应用研究[J].硅谷，2013，（16）：114-116.。