扫描像素法测定植物叶片面积的研究
基于Photoshop CS5的植物叶面积测定方法
基于Photoshop CS5的植物叶面积测定方法于守超;张秀省;冀芦莎【摘要】The magnolia leaves were digitalized through the scanner, then the leaf area was automatically analyzed by the software of Photoshop CS5. The data from this method was compared with the data from other methods, such as instumental scanning method, etc. The result showed that there were highly significant linear correlation between digital image processing method and the other traditional methods. Moreover, digital image processing method has the dominant advantage in its speediness, accuracy and easy popularity. Mathematical relationship between pixel size in photoshop CS5 and digital resolution and scaling mathematical relationship were also summed up. This will provide the basis for the rapid measurement of leaf area.%利用扫描仪对广玉兰叶片进行数字化处理,运用Photoshop CS5软件自动化提取叶面积,并与叶面积仪法、剪纸称重法等测定方法进行比较.结果表明,Photoshop CS5软件的图像处理法与叶面积仪法和剪纸称重法呈极显著线性相关,相比之下其具有快速、准确、易普及等优点；归结出了Photoshop CS5中像素大小与叶片数字化时分辨率、缩放比例的数学关系,为今后叶面积的快速测定提供了依据.【期刊名称】《湖北农业科学》【年(卷),期】2012(051)015【总页数】3页(P3340-3342)【关键词】叶面积测定;图像处理;自动化分析【作者】于守超;张秀省;冀芦莎【作者单位】聊城大学农学院,山东聊城252059;北京林业大学园林学院,北京100083;聊城大学农学院,山东聊城252059;聊城大学生命科学学院,山东聊城252059【正文语种】中文【中图分类】S126;TP391.41叶片作为植物进行光合作用、呼吸作用和蒸腾作用的主要器官，其叶面积大小是植物生长状态诊断中重要的参数之一，也是研究生理生化、遗传育种、作物栽培等内容常参考的参数。
【软件使用】利用imageJ测定叶面积
【软件使⽤】利⽤imageJ测定叶⾯积叶⾯积，是计算⽐叶⾯积的必要数据，也是⾮常重要的植物功能性状。
是⼀款开源的图像分析软件，⼴泛应该在⽣命科学的各领域。
1、⽂件准备。
⾸先把⽂件备份到新的路径下，利⽤脚本或者⼿动以样本编号重命名。
2、软件准备。
⾃⾏下载Image J安装（绿⾊版软件，下载后解压缩即可运⾏）下载地址参考⼿册3、导⼊图⽚。
打开Image J，导⼊图⽚序列，依次从菜单选择File – Import—Image Sequence，参数Scale设置为50% （避免内存占⽤过多，如果⼀次处理的图⽚⽐较少就不⽤），我们本次使⽤⽂件扫描后的原始图⽚dpi为300。
4、改为灰度图。
设置图⽚格式为8-bit，依次选择Image-Type-8bit。
5、调整阈值。
依次选择Image – Adjust –Threshold，点击Apply到如图。
6、设置空间⽐例。
依次点击Analyze – Set Scale 。
分辨率单位dpi指的是每英⼨所打印的点数，因为1英⼨(in)=25.4毫⽶(mm)，同时我们的分辨率300dpi = 300 pix per in，则300 pix / 25.4mm = 11.811 pix/mm，因为我们之前缩放了50%，所以 5.9055 pix/mm。
7、计算⼤⼩。
依次点击Analyze -> Analyze particles，导出保存结果。
Size可以设置100或者更⼤起始，以过滤⾮⽬标的⼩杂质；因为我们的叶⼦不是圆形，Circularity 的最⼤值可以设置的⼩⼀些；Exclude on edges可以去除边界的⾮⽬标，但扫描时需要注意叶⽚不能接触边界；show可以选择Outlines看⼀下计算是否正确。
由于我们的扫描叶⽚数（count）是⾮常明确的，所以可以依次来检查匹配是否正确。
叶面积指数的研究和应用进展
叶面积指数的研究和应用进展引言叶面积指数是指单位面积上植物叶片的面积，它是反映植物生长状况、能量交换和产量等多种生态学过程的关键参数。
在农业生产中，叶面积指数的提高意味着光合作用的增强，进而导致作物产量的增加。
因此，叶面积指数的研究在优化农业管理、提高作物产量和保护生态环境等方面具有重要意义。
文献综述自20世纪70年代以来，许多学者从不同角度对叶面积指数进行了深入研究。
这些研究涉及了不同植物物种、不同生长阶段和不同环境条件下的叶面积指数特征。
例如，一些研究发现，随着植物生长，叶面积指数逐渐增加，而在植物生长后期，叶面积指数的变化则相对较小。
不同植物物种的叶面积指数差异较大，这与它们的生长策略和生态环境密切相关。
在研究叶面积指数的方法方面，早期的研究主要采用手动测量和图像处理技术。
随着技术的发展，越来越多的研究者采用遥感技术和计算机图像处理技术来获取叶面积指数。
这些技术具有高效、快速和大范围等优点，为叶面积指数的深入研究提供了强有力的支持。
研究方法研究叶面积指数的方法主要有直接测量法和遥感反演法。
直接测量法包括对植物叶片进行称重、计数和测量尺寸等步骤，从而计算出叶面积指数。
这种方法比较准确，但工作量较大，适用于小范围和短时间尺度的研究。
遥感反演法是通过获取植物的遥感图像，利用计算机图像处理技术提取叶片信息，进而计算出叶面积指数。
这种方法可以快速获取大范围和长时间尺度的数据，但受到遥感图像质量、植物种类和生长环境等多种因素的影响。
结果与讨论通过对大量研究的总结和分析，我们发现叶面积指数的变化规律与植物生长密切相关。
一般来说，在植物生长初期，叶面积指数随着时间的推移而迅速增加，而在生长后期，叶面积指数的变化则相对较小。
叶面积指数也受到植物物种、生长环境、土壤条件和管理措施等多种因素的影响。
一些研究发现，不同的物种具有不同的叶面积指数特征，这可能与它们的生长策略和生态环境有关。
另外，光照、温度、水分和土壤养分等环境因素也会对叶面积指数产生影响。
测量树叶面积的四个步骤
测量树叶面积的四个步骤1.样本选择：首先，选择一个具有代表性的样本树叶进行测量。
样本应该包括树种、年龄和生长状况等方面的代表性。
树叶的选择应该具有典型性，不受损伤或疾病的影响，且大小适中。
2.树叶采集：树叶采集是测量树叶面积的重要步骤。
可以使用手工剪刀或剪子小心地从树枝上剪下树叶样本，并将其放置在一个透明的塑料袋或容器中以保持新鲜。
避免过度损伤树叶，在采集树叶时，应该小心地避免撕裂或折断树叶。
3.树叶扫描：树叶扫描是测量树叶面积的常用方法，可以利用数字扫描仪或相机进行。
将树叶平铺在扫描仪或相机上，并将其固定在透明材料上以保持平整。
进行扫描时应该选择适当的扫描分辨率，以获得清晰的图像。
树叶的颜色和纹理等特征将在扫描图像中得到保留。
扫描后的树叶图像可以保存为常见的图像格式，如JPEG或PNG等。
4.树叶面积测量：树叶面积测量可以使用专业图像处理软件完成，如ImageJ或Photoshop等，也可以使用一些免费的在线测量工具。
首先，打开树叶图像，并确定一些特征点，例如树叶的顶点或边缘。
然后，使用软件的测量工具对树叶进行标记和测量，可以选择多边形工具或椭圆工具等。
树叶的边缘可以通过连接特征点来进行测量，确保尽量准确地跟踪树叶的边缘。
测量完成后，软件会给出树叶的面积值，可以根据需要将其保存或导出。
除了上述的四个基本步骤，还有一些注意事项需要考虑：-保持树叶的湿润：在测量过程中，尽量保持树叶的湿润，可以在测量前将树叶浸泡在一些清水中，以防止树叶干燥收缩导致测量误差的产生。
-考虑树叶的形状：不同树种的树叶形状各异，有些可能是椭圆形或卵形，而有些可能是线性的。
在进行测量时，应该根据树叶的形状选择合适的测量方法和工具。
-进行多次测量：为了提高测量的准确性，建议对同一片树叶进行多次测量，并计算它们的平均值。
这样可以减少单一测量所带来的误差。
总之，测量树叶面积是一项复杂但有趣的工作，通过科学精确的测量，可以为研究植物的生长和生态学特性提供重要的数据依据。
测量叶子面积的方法
测量叶子面积的方法测量叶面积是研究植物生长和发育的重要方法之一。
不同的测量方法适用于不同植物和不同研究目的。
下面列举了十种常用的叶面积测量方法，并对其进行详细描述。
1. 直接测量法直接测量法是最基本的叶面积测量方法。
将叶子放在平面上，使用剪刀或刀片将叶子周围的形状切下，然后将形状在网格纸上描绘出来，并进行计算。
这种方法的精度较高，适用于比较小的样本量。
2. 扫描测量法扫描测量法是将叶子扫描到计算机中进行测量。
使用该方法，需要测试物是平整的，并需量化扫描的分辨率。
通过软件可以对扫描图像进行处理，以计算叶面积。
该方法的优点在于可以自动计算面积，并可用于大规模的样品测量。
3. 数字照相法数字照相法需使用数码相机或者扫描仪拍摄叶子图像。
以相同的比例放大，可以使用记录在图像中的参考物，如硬币进行计算。
透过所建立的标准化图像，并使用图像分析软件进行计算。
该方法有高密度的自动化、精度大、适用于大规模样本的优点。
4. 光学扫描法该方法可以用于测量大型叶子的面积。
通过移动一个谷仓扫描高度来联合扫描整个叶子。
然后合并所有扫描结果，可以计算出叶子表面积。
该方法适用于研究小型至超大型的绿色植物。
5. 移动平均法移动平均法是一种粗略但实用的方法。
使用该方法，讲叶子对准一个网格纸，然后分别记录在不同行、不同列中计算出标准大小的平均值。
6. 来源于叶片长度的测量法在使用该方法时，需要先量取叶子的长度，因为叶子的宽度通常是可忽略不计的。
然后将长度和宽度之间的比例关系应用于叶面积的计算，使用该方法仅需要笔和纸即可进行。
7. 投影面积法这种方法需要将叶子投影到纸上，将具有大小的草图抽样并描绘到网格纸上。
通过对描绘图形校准编码数据，最后计算通过面积。
8. 像平法像平法是通过摄像机的抽取来测定叶面积。
需要一个与对象距离恒定的摄像机，并且对象必须平面化。
一条测量缆线固定到对象的两个相对网格，沿固定黄线插入图像中，因此补偿尺寸。
使用幅度矫正计算像平面积，适用于小规模的样本。
测算叶子的面积的实验报告
实验报告：测算叶子的面积背景叶子是植物进行光合作用的主要器官之一，其面积大小直接影响光合作用的效率。
因此，测算叶子的面积对于研究植物生长和光合作用具有重要意义。
传统的测算叶子面积的方法包括直接测量和间接测量，但这些方法都存在一些局限性，例如测量精度不高或操作复杂。
本实验旨在探索一种简便且精确的方法来测算叶子的面积，以提高测量效率和准确性。
分析设备和材料•数字相机•计算机•图像处理软件（如ImageJ）实验步骤1.选择一片待测叶子，并将其放置在一个平整的背景上，例如白纸。
2.使用数字相机拍摄叶子的照片，确保照片清晰且叶子占据整个图像。
3.将照片导入计算机，并使用图像处理软件打开。
4.在软件中使用选择工具（如矩形选择工具或多边形选择工具）选择叶子的轮廓。
5.使用软件中的测量工具测量所选叶子的面积。
数据处理1.将测量得到的叶子面积记录下来，并计算平均值和标准偏差。
2.根据所使用的图像处理软件的特性和测量精度，评估测量的准确性。
结果根据我们的实验结果，利用图像处理软件测算叶子面积的方法在测量精度和操作简便性方面都表现出色。
我们对10片不同大小的叶子进行了测量，并得到以下结果：叶子编号面积（平方厘米）1 4.322 3.783 5.014 4.90叶子编号面积（平方厘米）5 3.956 4.587 4.028 4.259 3.8710 4.15根据上述数据，我们计算得到平均叶子面积为4.28平方厘米，标准偏差为0.42平方厘米。
建议根据我们的实验结果，我们认为利用图像处理软件测算叶子面积是一种简便且精确的方法。
然而，我们也注意到该方法的准确性受到所使用的图像处理软件的影响。
因此，我们建议在选择图像处理软件时要注意其测量功能的准确性和稳定性。
此外，我们还建议进一步研究和改进测算叶子面积的方法。
例如，可以尝试使用更先进的图像处理算法来提高测量精度。
此外，可以探索其他间接测量叶子面积的方法，如利用激光扫描仪等设备。
植物叶面积测量方法综述
植物叶面积测量方法综述植物叶面积是指植物叶片的表面积，是植物生物学研究中重要的生理指标之一。
植物叶面积的测量可以帮助研究者了解植物的生长状态、光合作用能力以及生态适应能力等。
本文将综述植物叶面积的测量方法。
一、直接测量法直接测量法是通过使用直接测量设备直接测量叶片的面积。
常用的直接测量设备包括叶片面积仪、自动测站和扫描仪等。
叶片面积仪是一种简单易用的设备，通过将叶片放置在仪器上进行测量，可以快速准确地获得叶片的面积。
自动测站则是一种自动化的测量设备，通过激光扫描技术，可以对大量植物样本进行高效测量。
扫描仪是一种高分辨率的设备，可以将整个叶片的图像获取下来，并可通过图像处理软件进行面积计算。
直接测量法的优点是准确快速，适用于大量样本的测量。
二、间接测量法间接测量法是通过测量与叶片面积相关的参数进行计算推算叶片面积。
常用的间接测量方法包括光导法、方格法和比例法等。
光导法是一种利用光线传导性质进行测量的方法，通过将叶片放置在光导仪上，测量光线透过叶片的强度，从而计算叶片面积。
方格法是一种简便有效的方法，通过将叶片放在方格纸上进行覆盖，然后计算被覆盖的方格数量来推算叶片面积。
比例法是一种利用叶片长度与宽度的比例来推算叶片面积的方法，通常通过取样量测叶片的长度与宽度后进行计算。
间接测量法的优点是简便易行，适用于野外条件下的测量。
三、图像处理法图像处理法是一种利用图像处理软件进行叶片面积测量的方法。
这种方法通常需要先通过相机或扫描仪获取叶片图像，然后使用图像处理软件进行处理和面积计算。
常用的图像处理软件有ImageJ和Photoshop等。
图像处理法的优点是可以获取叶片的形态信息，并可以进行多种精确的面积计算方法，如像素计数法和阈值法等。
缺点是需要专业的图像处理技术和软件操作，且对图像质量要求较高。
植物叶面积的测量方法有直接测量法、间接测量法和图像处理法等。
根据实际需要和条件选择合适的测量方法可以获得准确而快速的叶面积数据，为植物科研和生产提供重要参考。
植物叶面积测量方法综述
植物叶面积测量方法综述植物叶面积是描述植物生长与光合作用的重要指标之一，能够反映植物的生长情况和叶片光合能力。
准确测量植物叶面积对于研究植物生长和光合作用具有重要意义。
本文将对常用的植物叶面积测量方法进行系统的综述。
植物叶面积的测量方法主要分为直接测量法和间接测量法两大类。
直接测量法是通过直接测量叶片的面积来确定叶面积的大小，而间接测量法则是根据叶片的一些形态特征和物理性质来进行估算。
直接测量法中，最常用的方法是使用扫描仪或数码照相机对叶片进行扫描或拍照，然后通过图像处理软件测量叶片的面积。
这种方法准确度高，且测量过程简便快捷，因此被广泛应用于植物叶面积测量领域。
还有一些其他直接测量方法，如直接贴模法、剪切秤法、光电筒法等。
直接贴模法是将叶片贴在特定面积的模板上，然后根据模板面积计算叶片面积。
剪切秤法是使用叶面积测量仪将叶片剪切下来并称重，然后根据叶片的比重计算叶片面积。
光电筒法是使用光电筒对叶片进行反射光的测量，从而计算叶片的面积。
间接测量法中，最常用的方法是通过测量叶片的长度和宽度，然后根据叶片形状的特征公式来计算叶片面积。
目前，常用的叶片形状特征公式有矩形法、三角形法、梯形法等。
矩形法是通过测量叶片的长度和宽度，然后使用长方形面积公式计算叶片面积。
三角形法是通过测量叶片的底边长度和高度，然后使用三角形面积公式计算叶片面积。
梯形法是通过测量叶片的上底边长度、下底边长度和高度，然后使用梯形面积公式计算叶片面积。
除了上述方法，还有一些新兴的叶面积测量方法，如遥感技术、激光扫描技术、光散射技术等。
遥感技术是利用卫星或无人机获取的遥感影像数据，通过图像处理与分析方法来计算植物叶片的面积。
激光扫描技术是使用激光扫描仪对植物叶片进行三维扫描，然后通过计算叶片的三维表面积来测量叶面积。
光散射技术是利用光散射特性差异来测量叶片的面积，例如使用激光散射仪或红外测温仪等。
植物叶面积的测量方法多种多样，各有优缺点。
农作物叶面积的测定方法
农作物叶面积的测定方法农作物的叶面积是农作物生长的重要参数之一，它对于评价和研究作物的生长状态、光合作用的强度、水分蒸腾和气候环境的影响具有重要意义。
本文将介绍几种常用的农作物叶面积测定方法。
1.直接测量法：直接测量法是最常用的叶面积测定方法之一、其原理是将农作物叶片从植株上摘下，然后用手工或者机械方式将叶片展开，然后使用面积仪或者相机对叶片的面积进行直接测量。
这种方法测量结果准确，操作简单，但是对大规模农田应用不方便。
2.样方法：样方法是一种常用的农作物叶面积测定方法。
其原理是在农田中随机选择几个样方，然后在每个样方中采集一定数量的农作物叶片。
然后将采集的叶片标本带回实验室，使用扫描仪或者面积仪对叶片的面积进行测量。
最后，通过对所有样方中叶片面积的平均值乘以作物叶片的总数来计算农作物的叶面积。
这种方法适用于大面积田间试验，能够对整个农田的叶面积进行快速估算。
3.建模法：建模法是一种基于数学模型的叶面积测定方法。
这种方法通过对农作物的生长情况和形态结构进行观察和测量，然后建立数学模型来估计叶面积。
常见的农作物叶面积模型有线性模型、指数模型和多元回归模型等。
这种方法可以通过无需破坏农作物进行快速且准确地估算叶面积，但需要建立准确的模型。
4.光度法：光度法是一种基于光吸收原理的叶面积测定方法。
这种方法使用光度计测量叶片的光吸收率，再通过光吸收率和叶片的平均厚度来计算叶面积。
这种方法测量快速、操作简单，但对叶片的厚度变化敏感。
总的来说，农作物叶面积的测定方法有很多种，选择合适的方法需要考虑测量的准确性、操作的便捷性和适用性等因素。
在实际应用中，可以根据研究目的和具体条件选择不同的测定方法。
植物叶面积测量方法综述
植物叶面积测量方法综述植物叶面积的测量对于研究光合作用、生长发育以及叶片适应性等方面具有重要意义。
现今常用的叶面积测量方法包括直接测量法、间接测量法以及数字图像处理法等。
这些方法各有优缺点，需要根据实际情况选取合适的测量方式。
本文将对植物叶面积测量方法进行综述，以期为研究人员提供参考。
一、直接测量法直接测量法是指通过对叶片进行物理测量来获得叶面积的方法。
常见的直接测量方法包括剪影法、模板法和直接测量仪器法。
剪影法是一种简单直观的叶面积测量方法，即通过将叶片沿着边缘剪下后，将其展开平铺在平面上，然后用面积计算表或图纸进行测量，最后通过计算得出叶面积。
这种方法适用于叶片形状规则、边缘光滑的植物。
模板法是指利用与叶片形状相似的模板进行叶面积的估算。
通常是选择一些标准形状模板（如圆形、椭圆形、矩形等），将其覆盖在叶片上，然后根据覆盖的面积进行估算。
这种方法简单易行，适用于野外调查和快速估算，但叶片形状不规则的植物不适用。
直接测量仪器法是指利用专门的仪器对叶片进行测量。
常见的仪器包括叶片面积测量仪和激光叶面积测量仪。
前者是通过将叶片置于仪器测量盘上，利用仪器测量盘的尺度和传感器对叶片进行面积测量。
而后者则是利用激光技术对叶片进行扫描测量，并通过计算得出叶片的面积。
这种方法准确度高，适用于各种形态的叶片，但价格相对较高，需要专门的设备。
透射面积法是指利用透射面积仪对叶片进行透射面积测量，通过叶片透射比来间接估算叶面积。
该方法简单易行，适用于大批量测量，但测量结果受到叶片透射性能的影响。
扫描仪法是指利用扫描仪对叶片进行扫描，然后通过计算机软件进行叶面积分析。
这种方法准确度高，适用于各种形态的叶片，但需要专门的设备，且不适用于野外测量。
三、数字图像处理法数字图像处理法是指利用数字图像处理技术对叶片图像进行处理，从而得到叶面积的方法。
常见的数字图像处理方法包括阈值分割法、边缘检测法和模式识别法。
阈值分割法是指通过设置合适的阈值对叶片图像进行二值化处理，然后计算二值化图像中的白色像素点数量，从而得到叶面积。
比叶面积的测定方法
比叶面积的测定方法
叶面积是指叶片表面所占的面积，常用于研究植物的光合作用和生长状况。
以下是几种常见的叶面积测定方法：
1. 直接测定法：将叶片从植株上取下，使用剪刀或刀片将叶片整齐地切下，然后使用扫描仪或计算机辅助图像分析软件对叶片进行扫描和测量，根据扫描图像中叶片像素数量计算叶面积。
2. 铅直投影法：将叶片放在一张方格纸上，用铅直带投影仪或相机从正上方拍摄叶片的影像，然后用方格纸上的格子数量估计叶片表面所占的格子数，根据格子的大小计算叶面积。
3. 样点测量法：使用特制的样点架在植株上取样，样点架上有固定面积的孔洞或格子，尽可能多地取样叶片，然后通过计算样点架中样点的数量来估计叶片表面所占的面积。
4. 比例测量法：将叶片放在一张标准尺寸的滤纸或标准面积的透明薄膜上，然后用铅笔或钢笔在滤纸或薄膜上勾画叶片的轮廓，取下叶片后使用电子天平测量滤纸或薄膜的质量，通过质量与标准面积的比例来计算叶面积。
无论使用哪种方法，测量叶片时应尽量避免叶片的损伤或形变，选取代表性的样本进行测量，以减少误差。
植物叶面积测量方法综述
植物叶面积测量方法综述植物叶面积是植物生长和发育的重要指标之一，也是农业、林业、园艺学等领域研究的重要参数。
不同种类的植物叶面积大小差异很大，因此需要用不同的测量方法进行测量。
本文综述了常见的植物叶面积测量方法。
一、直接测量法直接测量法是指直接测量植物叶片的面积，是较为准确的一种方法，但成本较高。
直接测量法包括手工测量、扫描仪测量和数字相机测量等。
1.手工测量手工测量法是一种较为简单的方法，只需要将叶片从植物上分离下来，然后通过直尺或者数码秤等工具来测量叶片的长度和宽度，最后经过计算即可得到叶片的面积。
但这种方法存在难以测量较小的叶片和叶片形态不规则等问题。
2.扫描仪测量扫描仪测量法是一种高精度的测量方法，可以获取叶片形态的三维数据，同时也可以适用于各种面积大小的叶片。
将叶片放在扫描仪上，进行扫描后即可得到叶片的图像数据，然后通过专业软件进行面积计算。
3.数字相机测量数字相机测量法是一种简便而准确的方法，只需要用数字相机对叶片进行拍摄，然后通过软件计算叶片面积。
这种方法的成本较低，同时适用于各种大小的叶片。
间接测量法是指利用植物叶片的特性计算出叶面积的方法，相比于直接测量法，成本较低但误差较大。
常见的间接测量法包括基于直径的估算法、基于质量的估算法和基于方程模型的估算法等。
1.基于直径的估算法基于直径的估算法是根据叶片的直径和形态特征，利用数学模型来计算叶片面积。
这种方法适用于较为平整的，简单的叶片形态。
基于质量的估算法是通过称量叶片的质量，然后根据预先建立的质量和面积之间的关系来计算叶片面积。
这种方法简单，但需要预先建立模型。
基于方程模型的估算法是利用回归分析或机器学习等方法，根据叶片的形态特征和生理生化特性，构建预测叶面积的数学模型。
这种方法相对于其他方法精度更高，但需要大量的叶片样本和专业软件支持。
综上所述，不同的测量方法各有优缺点，需要根据实际情况选择合适的方法。
在进行实验或应用时，可以采用多种方法进行验证以提高测量的准确性。
植物叶面积测量方法综述8篇
植物叶面积测量方法综述8篇第1篇示例：植物叶面积的测量是植物生长和生理研究中的重要指标之一，可以反映出不同植物在生长过程中的养分获取、生态适应性以及生态系统的结构与功能等信息。
随着科学技术的不断进步，测量植物叶面积的方法也在不断改进和完善，以满足研究的需要。
一、传统方法1.直接测量法直接测量法是最为常用的一种叶面积测量方法，其原理是在实验室或田间环境中将植物叶片取下进行测量。
常见的直接测量方法包括：扫描法、网格法和分析法等。
扫描法是通过扫描仪将叶片扫描成数字图像，然后利用计算机软件进行像素面积分析，从而得出叶片的面积。
网格法是将叶片放置在一个已知尺寸的网格上，通过统计网格中叶片所占的方格数来计算叶片的面积。
分析法则是将叶片剪碎并配制成溶液，再通过溶液的吸光度测量来计算叶面积。
直接测量法的优点在于操作简单，结果可靠，并且适用于各种类型的植物叶片；缺点则是需要破坏植物，且不适用于大规模测量。
二、非接触式方法随着激光技术和图像处理技术的发展，非接触式方法成为了叶面积测量的新趋势。
非接触式方法主要包括：激光扫描法、图像处理法和遥感技术等。
激光扫描法是利用激光仪器对植物进行扫描，通过测得的散射信号来计算叶片的面积。
图像处理法则是通过数字照片或视频来获取叶片的图像，再利用计算机软件进行图像处理以得出叶片的面积。
遥感技术则是通过遥感卫星或飞机传感器获取植被的多光谱数据，结合数学模型来估算叶片的面积。
非接触式方法相比直接测量法具有不破坏植物、操作简便、可大规模应用等优势，尤其适用于需要频繁测量的大面积植被。
植物叶面积的测量方法多种多样，不同方法适用于不同研究目的和条件。
在选择测量方法时，研究者应根据实际需求和条件综合考虑，选取最为合适的方法进行叶面积的测量。
相信随着科技的不断进步，植物叶面积测量方法将会变得更加准确、高效和便捷。
【参考词汇：植物叶面积、测量方法、直接测量法、非接触式方法】。
第2篇示例：植物叶面积测量方法是植物生理学和生态学研究中常用的一种重要手段。
基于图像处理的叶面积测量方法与西瓜叶面积回归方程的建立
基于图像处理的叶面积测量方法与西瓜叶面积回归方程的建立作者：张哲贾宋楠赵楠刘胜尧范凤翠乜兰春来源：《中国瓜菜》2021年第10期摘要：为高效、准确地测量植株叶面积，利用图像处理算法开发叶面积计算软件，并配套手持式扫描仪创建了一种叶面积测量方法。
运用这种方法测量了西瓜叶面积并建立了叶面积回归方程。
通过验证，应用该方法测定的面积相对误差为4.89%，标准误差RMSE为1.51cm2，检验结果表明应用该方法测定的面积准确度较高，可用于实际叶面积测量;利用此测量方法获得西瓜叶面积回归方程：LA=1.578L+0.722W+0.431LW，R2=0.991，相对误差为10.54%，可用于西瓜叶面积的估算。
关键词：西瓜;叶面积;阈值分割;回归方程;相关系数;相对误差中图分类号： S651 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）10-051-04A measurement approach of leaf area based on digital image processing and regression equation of leaves area on watermelonZHANG Zhe1， JIA Songnan2， ZHAO Nan2， LIU Shengyao2， FAN Fengcui2， NIE Lanchun1（1. College of Horticulture， Hebei Agricultural University， Baoding， 071029， Hebei，China; 2. The Institute of Agricultural Information and Economics （IAIE）， Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Shijiazhuang， 050051， Hebei， China）Abstract： To measure the leaf area of watermelon efficiently and accurately， the software of leaf area calculation was developed by using image processing algorithm. Using this method， the leaf area of watermelon was measured and the regression equation of leaf area was established.The relative error （RE） is 4.89% and the root mean squared error （RMSE） is 1.51 cm2 with this method. The results show that the method is accurate and can be used to measure the actual leaf area. The regression equation of watermelon leaf area was obtained by leaf area measurement method：LA = 1.578L + 0.722W + 0.431LW， R2 = 0.991， the RE was 10.54%， which could be used to estimate watermelon leaf area.Key words： Watermelon; Leaf area; Threshold segmentation; Regression equation; Correlation coefficient; Relative error西瓜葉片大小是体现植株本身生长状况的重要性状之一，前人通过分析叶面积制定了最适宜西瓜生长的栽培措施，叶面积大小还与植株耗水量的关系密切[1-4]，因此准确测量西瓜叶面积对生产研究具有重要的意义。
几种常用的树木叶面积测量方法比较
几种常用的树木叶面积测量方法比较作者：张新平董洁张芳芳王得祥来源：《中国城市林业》2016年第02期摘要：以随机采集的6种延安市区绿化植物（白蜡、刺槐、紫丁香、五角枫、银杏和月季）新鲜叶片为材料，分别用激光叶面积仪、AutoCAD和ENVI进行测量。
通过统计比较发现，激光叶面积仪测量结果平均偏大，精度最低；AutoCAD与ENVI在测量结果上差异不显著，但在精度上AutoCAD高于ENVI。
AutoCAD测量叶片面积的平均耗时为139.6s，是ENVI 方法的3～4倍。
通过AutoCAD测量方法测定以上6种树木叶片的长度、宽度和叶面积，并拟合出6种树木的叶面积线性方程，相关系数与决定系数均达到极显著水平。
经过验证，这6个叶面积线性方程均是可靠的，可以用于延安市这6种植物叶片面积的测量和叶面积衍生指标的估算。
关键词：叶面积，像素统计，回归方程，遥感软件，陕西延安叶面积是一个表征植物生长与发育状态可以度量的特性指标。
此外，叶面积这一变量揭示了植物的光捕获、光合效率、呼吸、蒸腾、结实、水分平衡以及肥料效应等生理特性。
因此，反过来，叶面积测量会有助于研究者去澄清植物的生长与发育状况以及CO2固定等方面的生理特性。
为方便叶面积测量，研究者设计出了轮廓描绘、叶面积仪、回归方程、图像分析等常用方法，然而这些方法在批量样品叶面积快速精准测量上都存在一定的限制。
轮廓描绘与叶面积仪对使用人员的操作技术水平要求比较严格，操作人员在操作过程中手臂的稍微抖动就会影响测量精度和准确度：回归方程要以大样本量的测量数据为基础，方程的系数会因同种植物的品种、生态型等而变化，应用者需要根据具体的情况对方程进行验证和系数修正。
图像分析方法技术性较强，需要操作者具有一定的图像处理技能，不便于普及。
本研究以延安市区应用频率较高的6种绿化植物为材料，首次采用一种具有较强的图像处理分析功能、操作简便的遥感图像处理软件ENVI 5.1来计算其叶面积，并与传统的AutoCAD和激光叶面积仪测量结果进行差异比较，同时运用Auto CAD测量出6种植物叶片的长度与宽度，线性回归出这6种植物的叶面积与叶片长度与宽度乘积的方程，并验证其可靠性，以期为延安市区这6种绿化植物的生态服务功能估算和生长发育状况监测提供参考。
植物叶面积测定方法探讨
植物叶面积测定方法探讨吴千华;孟祥丽;刘一鸣【摘要】比较方格法、称纸重法、打孔称重法、回归方程法和数字图像处理法的优缺点,在图像处理法基本原理基础上,针对现有成果在透视畸变、边缘精准提取、便携性等方面进行了分析,并分析数字图像处理方法测定植物叶面积存在的问题.【期刊名称】《热带林业》【年(卷),期】2018(046)002【总页数】3页(P37-39)【关键词】叶面积测量方法;数字图像处理;几何校正【作者】吴千华;孟祥丽;刘一鸣【作者单位】岭南师范学院信息工程学院,广东湛江 524048;岭南师范学院信息工程学院,广东湛江 524048;广东湛江红树林国家级自然保护区管理局,广东湛江524088【正文语种】中文【中图分类】Q94-333叶片是植物光合作用的重要器官、蒸腾作用的媒介，既是衡量植物生长状况、产量的重要指标，也是对作物进行栽培管理以及病虫害监测的重要手段。
叶片面积一定程度上直接影响农作物的产量，对其准确测量是研究叶面积的前提，因此建立方便、准确的叶面积测量方法，具有重要的意义。
1 常见的叶面积测量方法及其特点1.1 方格法将被测叶片平铺在坐标纸上，画出叶片的轮廓。
在坐标纸上数格子的数量，不满一格的根据所占比例按1/2或 1/4计数，格子的总数乘以单位格子的面积得到叶片面积。
方格法成本低、便于实施，但工作量大并存在一定的人为误差[1]。
1.2 称纸重法将叶片复印或按形状描到纸上，按叶片形状剪下来称纸张的重量，用纸张重量除以单位面积纸重量即可得到叶面积，测量结果较准确但操作过程较麻烦。
1.3 打孔称重法先称出叶片重量，再使用打孔器在叶片上均匀打几个已知面积的孔，这几个孔的重量与孔面积之比为单位叶面积重量，叶片面积则为叶片重量比单位叶面积重量。
打孔过程会破坏叶片，测量结果受打孔位置以及叶片含水量影响很大[2]，称重法都对称重设备的精度要求很高。
1.4 回归方程法测定一定数量的同类叶片的面积和长、宽参数，利用已知数据拟合出一类叶片的回归系数，再根据叶片长和宽计算其面积，其前提条件是必须用其他方法确定回归系数之后才可以得到测量结果，此类方法其优点是可以进行非破坏性测定，缺点是只能对某一类型的叶面积进行测定、对不规则叶片测量结果误差较大[3]。
大批量测定植物(互花米草)叶面积的一种新方法
大批量测定植物(互花米草)叶面积的一种新方法赵聪蛟;邓自发;周长芳;陈琳;刘静娜;安树青;申瑞玲【期刊名称】《生态科学》【年(卷),期】2007(26)4【摘要】叶面积的准确测定是评价生态系统能流、碳流和水分利用的重要基础.目前常用的叶面积测定方法都有其局限性,有些方法快捷、准确,但仅适用于小批量测定;大多数方法很难在较短时间内准确进行大批量测定.本文以互花米草叶面积测定为例,探讨了以扫描仪和叶片干重为基础,结合PHOTOSHOP图像处理技术,大批量、快捷、准确测定植物叶面积的方法--扫描-干重法.结果表明:虚拟正方形叶片边长与叶子像素成幂函数曲线关系,公式为y=419.85 x1.9693,R≈1.00;用此公式验证扫描-干重法,相对误差仅为3.651%.用扫描-干重法测得的结果与方格法相比无显著差异(P=0.473),表明该方法是可行的.【总页数】5页(P327-331)【作者】赵聪蛟;邓自发;周长芳;陈琳;刘静娜;安树青;申瑞玲【作者单位】南京大学生命科学学院,湿地生态研究所,南京,210093;南京大学生命科学学院,湿地生态研究所,南京,210093;南京大学生命科学学院,湿地生态研究所,南京,210093;南京大学生命科学学院,湿地生态研究所,南京,210093;南京大学生命科学学院,湿地生态研究所,南京,210093;南京大学生命科学学院,湿地生态研究所,南京,210093;南京大学生命科学学院,湿地生态研究所,南京,210093【正文语种】中文【中图分类】Q94-3【相关文献】1.海涂互花米草与水稻正反远缘杂交创新方法研究 [J], 陈启康;陈博;陆惠兰;周慧;梅治平2.中国海岸带外来植物物种影响分析——以大米草与互花米草为例 [J], 左平;刘长安3.无瓣海桑大战互花米草——运用植物更替措施控制互花米草的实践 [J], 杨雄邦;田广红;廖宝文;陈沐荣4.入侵植物互花米草对本土红树植物秋茄的化感效应 [J], 高施楠;何诗甜;刘淑桐;赵鸿飞;袁永革;李钧敏5.入侵植物互花米草对本土红树植物秋茄的化感效应 [J], 高施楠;何诗甜;刘淑桐;赵鸿飞;袁永革;李钧敏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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3期
李宝光等: 扫描像素法测定植物叶面积的研究
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材, 不同扫描分辨率与扫描叶片图像像素的关系图。从图 1 中可以看出, 扫描叶片图像像素随扫描分辨率增大 呈几何级数增长, 拟合回归方程为 y= 8. 8737x2. , 0008 R2 = 1。即同一植物叶片, 不同扫描分辨率下得到的 叶片图 像像素与扫描分辨率之间有明确的数量关系。而在同一扫描分辨率下, 相同面积的不同植物, 其叶片扫描图像 像素差异极小 (表 3容差为 25~ 100时 )。这说明用平台扫描仪获取植物叶片数字图像具有良好的稳定性和可 靠性, 不受植物种类和外界环境及人为因素的影响。
关键词: 平台扫描仪; Photoshop软件; 像素; 叶片面积 中图分类号: S- 03 文献标识码: A 文章编号: 1001- 8581 ( 2006) 03- 0078- 04
Study on D eterm ining P lant Leaf A rea by Scanning Image P ixels M ethod
扫描分辨率是决定平台扫描仪获取叶片数字图像像素数量最主要的因素。图 1是以 1 张广玉兰叶片为试
收稿日期: 2006- 03- 10 基金项目: 江西省农业科学院院长基金项目。 作者简介: 李宝光 ( 1967- ), 男, 山东临沐人, 硕士, 副教授, 主要从事花卉栽培和图像处理技术在农业中的利用研究。
Abstract: Influential factors of scann ing im age and counting pixels o f leaf im age by using Photoshop soft w are w ere stud ied. A new m ethod for m easuring indiv idual leaf area of various plants w as developed by using scanner and Photoshop softw are. Furthermore, som e suggestions on subsequent research by using digital im age processing techniques were discussed.
扫描分辨率 ( dp i)
100
扫描模式
灰度 彩色
扫描时间 ( s) 44 53
图像占磁盘 空间 ( kb)
80 96
扫描分辨率 ( dp i)
600
扫描模式
灰度 彩色
扫描时间 ( s) 127 175
图像占磁盘 空间 ( kb )
2682 3676
3 叶片图像选择分离精度
利用平台扫描仪可以获取清晰度较高的数字图像。图 2是在 100dp i的分辨率下, 以灰度模式扫描获取的 6 种不同植物叶片的图像。从图 2可以直观地看出, 扫描的叶片图像能较好地反映出植物叶片的大小、形状等外 部特征 (图中各叶片为便于排版按一定比例缩放 )。另外, 植物叶片的色泽和 表面纹理也能在扫描获得 的灰度 照片中得到细致的表现。
1. 葡萄 ( 缩放比例 12% ), 2. 海棠 ( 22% ) , 3. 枫叶 ( 23% ) , 4. 菊花 ( 35% ), 5. 广玉兰 ( 14% ) , 6. 大叶黄杨 ( 52% ) 图 2 6种不同植物叶片数字图像缩图
Figure 2 Thumbnails of th e d igital images of six p lan ts leaves
200 356451 356451 356480
扫描分辨率 ( dpi)
300
400
800722
1426263
800722
1426263
800862
1426282
500 2231237 2231237 2231247
600 3207629 3207629 3207683
彩色
T IFF
89279
357984
BM P
89279
357984
JPEG
89340
358110
相对误差 ( % )
值 - 最小像素值 ) /最小像素值 100。
800549 800549 800688 0. 04
1434220 1434220 1433961 0. 56
2242376 2242376 2242462 0. 50
图 1 扫描分辨率与扫描叶片图像像素数量的关系
F igure 1 The relation ship betw een scann ing resolut ion and p ixels of the leaf im age
表 1中数据是以广玉兰叶片为 试材, 在不同扫描 分辨率下, 分别以 灰度和彩色模 式扫描, 又分 别以 jpeg、 bmp、t iff格式保存的叶片图像像素数量。从表 1 中可以看出, 在相同扫描分辨率下, 以两种扫描模式扫描、3 种 格式保存得到的 6种图像像素的相对误差均小于 0. 61%, 说明扫描模式、图像保存格式均不影响扫描叶片图像 的像素数量。但在较低分辨率下, 采用灰度模式扫描, 可缩短图像处理时间, 节约磁盘空间 (表 2)。因此, 使用 平台扫描仪获取植物叶片数字图像时, 最好采用较低的分辨率, 以灰度模式扫描, 并以 jpeg格式保存图像。
2 叶片图像扫描和保存精度
分辨率和扫描模式是平台扫描仪最重要的性能指标。分辨率是指单位长度内组成图像 的像素数量, 其单 位为 dp i( D ot Per In ch, 每英寸像素点数 )。目前普通平台扫描仪 (价格为 500元左右 ) 的分辨率一般为 600dp i 1200dp,i 高档平台扫描仪能够达到 1200dp i 2400dp i以上。扫描模式是指选择扫描图像的类型, 普通平台扫描 仪均包括灰度和彩色等模式。
1 扫描像素法测定植物叶片面积的原理
采用平台扫描仪获得以整个扫描框为背景的叶片数字图像, 在 Photoshop 软件中打开图像, 利用魔棒将叶片 图像从背景区选择分离出来, 再利用图像菜单中直方图分别统计叶片图像像素和全部图像区域的像素。由于全 部图像区域即扫描框区域的面积和像素已知, 再知道扫描图像中叶片图像像素便可以通过比例计算出扫描叶片 面积。
K ey word s: Scanner; Photoshop software; P ixels; Leaf area
植物叶面积是研究植物生理生化、遗传育种、作物栽培技术等方面的重要指标。建立方便、快速、准确的叶 面积测定方法, 对于调整群体结构、充分利用光热资源, 从而指导作物栽培密度及合理施肥以获得作物高产有重 要的意义 [1] 。测定植物叶面积有多种方法, 且各有优缺点 [ 2] 。近年来, 随着计算机的普及应用, 有的学者开始用 平台扫描仪获得叶片数字图像, 用 Photoshop软件或自编软件统计像素的方法测定植物叶片面积。与其它方法 相比, 该法受人为因素影响较小, 具有严密的科学性, 叶片形状、大小、颜色、厚薄对测量结果均无显著影响, 具有 方法简单、快速、测量结果准确、适用范围广等优点 [ 2] 。本研究采用普通平台扫描仪获得数字图象, 以 Photoshop 软件统计图象象素, 并对叶片图象扫描、象素统计过程中的影响因素进行了系统研究, 旨在为植物叶面积测定建 立一种快速、准确、实用的数字图象处理方法。
理论上讲, 平台扫描仪采集图像的精度是由扫描分辨率决定的 [ 3] , 即扫描分辨率相同, 则面积相同的叶片扫
80
江西农业学报
18 卷
描得到的数字图像像素数量亦相同。但扫描获取的叶片数字图像是在一定背景下的图像, 要获得叶片图像像素 必须从背景中将叶片轮廓选择分离出来。另外扫描得到的灰度数字图像仍能较好地反映原植物叶片的外部特 征, 如颜色、叶缘形状等。在 Photoshop 软件中, 图像颜色用不同的 RGB值表示, 背景区和叶片图像区 RGB值相 差极大, 因此可以用魔棒点击取样的方法将叶片图像从背景中选择分离出来。受平台扫描仪扫描质量和扫描叶 片颜色深浅等因素的影响, 在扫描图像中背景区和叶片图像区及叶片图像和背景区域交界处的不同位置, RGB 值会有所不同。因此, 采用不同的容差和将叶片图像从背景中选择分离出来的方式对叶片图像像素数量会有一 定程度的影响。本研究结果 (表 3~ 4)也验证了这点。在表 3中, 当容 差为 0 时, 软件系统根 据魔棒取样 点的 RGB值在叶片图像和背景区域选择相同 RGB值的像素点, 因此, 选择分离出来的叶片图像像素数量会大大超过 其实际像素数量; 当容差较大 (大于 125)时, 小于此容差范围的像素点不被选择, 叶片图像的像素数量又可能远 少于其实际像素数量; 只有在适宜容差范围内 ( 25~ 100)选择出的叶片图像的像素数量才接近其实际像素数量, 而且不同植物之间变异极小, 可以适用于叶片大小、形状、颜色均有较大差异的植物。在容差一定的情况下, 反 选方式的背景颜色只受扫描质量的影响, 颜色相对一致, 选择分离出来的叶片图像像素数量更接近实际情况; 而 采用正选方式选择分离叶片图像, 由于叶片图像区域各像素点的 RGB值受扫描质量尤其是扫描植物叶片颜色 的影响, 其结果可能大于实际值, 也可能小于实际值 (表 4)。如果能采用其它软件先对获得的图象进行二值化 处理, 再用 Photoshop软件统计像素, 则不需考虑容差和叶片图像选取方式对其像素数量的影响。
L I Bao- guang, TAO X iu- hua, N I Guo- ping, HUANG Dong- hua, SONG X iao- m in
( Institute o f V egetable and F low er, Jiangx iA cademy of A gr icultural Sc iences, N anchang 330200, China )
表 1 不同扫描分辨率和图像格式对扫描叶片图像像素的影响