利用森林凋落物扫描图像测算空间结构参数的方法
专利汇可以提供利用森林凋落物扫描图像测算空间结构参数的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且利用 森林凋落物 扫描图像测算空间结构参数的方法，属于森林生态学技术领域。通过 石蜡 包埋、切片、扫描，获取森林凋落物纵剖面图像。根据扫描图像dpi 分辨率 ，计算图像宽高尺寸。以图像4 角 为坐标点，在Arcgis9.3中构建以毫米为单位的测量 坐标系 ，通过确定图像有效数据区域，剔除图像数据无效部分。利用Erdas Imagine9.2的纹理分析和ISODATA分类工具提取凋落物、孔隙信息并转存为矢量图层。用Arcgis 9.3的Create Fishnet工具构建分层格网，以此分割孔隙图层，分层统计获取孔隙度，并用Polar Plots and Circular Statistics模 块 计算每层孔隙图斑的分布方向。为进一步研究凋落物的分解、物质循环、 土壤 微 生物 、涵养 水 源、保持水土特性以及 种子 萌发等研究提供技术 支撑 。，下面是利用森林凋落物扫描图像测算空间结构参数的方法专利的具体信息内容。
1.利用森林凋落物扫描图像测算空间结构参数的方法，其特征在于 ：该方法使用聚丙烯酸乙酯对森林凋落物原始自然结构进行固定，切断周边凋落物进行所选凋落物样方的采集，然后对采集凋落物样方进行石蜡固化提高硬度，经石蜡固化的凋落物样方剖面切割、刨光，再将剖面部分的石蜡溶化后，对剖面进行扫描，获取凋落物扫描图像 ；依据凋落物扫描图像 dpi 分辨率确定扫描图像 4 个角的坐标，利用 Arcgis9.3 构建图像测量坐标系，结果保存为 Erdas Imagine 格式 ；利用 Erdas Imagine9.2 的纹理分析和 ISODATA 分类提取凋落物和孔隙信息，结果保存为矢量图层 ；利用 Arcgis9.3 的 Create Fishnet工具构建分层格网矢量图层，以此剪切凋落物和孔隙图层，分层测算孔隙孔隙度 ；以 Arcgis9.3 的 PolarPlots and Circular Statistics 模块计算各个分层孔隙图斑的分布方向，步骤如下 ：
（1）获取凋落物扫描图像：
在野外选定凋落物样方，以聚丙烯酸乙酯将样方灌透，晾干后用石蜡对样方进行包埋，冷却后用钢锯沿纵切面切割为 1cm 厚方块，用锋利刀片削平方块的一面；把方块光滑面向下浸入1-2mm深度二甲苯中，融去方块1-2mm厚的石蜡 ；将方块融去石蜡的一面向下放置在扫描仪上获取分辨率 1200dpi的JPG 格式扫描图像 ；
（2）扫描图像预处理 ：
用 Photoshop CS5 软件将扫描图像旋转，使凋落物上表面保持水平，再进行颜色校正、去除杂色处理 ；
（3）构建图像测量坐标系 ：
依据 1200dpi 的扫描分辨率计算出每个像素的尺寸，再按照整个图像的高、宽像素数，得出图像的高和宽的尺寸，单位为毫米 ；选取图像 4 个角的点为坐标点，确定坐标点的坐标值以毫米为单位，以图像左下角作为坐标原点，利用 Arcgis9.3 的 Georeferencing 校正模块，以Affine方法进行图像校正，结果保存为Erdas Imagine的IMG格式，结果图像具有以毫米为单位的平面坐标系统 ；
（4）确定图像有效数据区域：
在 Arcgis9.3 中根据凋落物的分布情况，建立一个包括凋落物所在区域的矢量图层，利用 Arcgis9.3 的 Subset 模块对图像进行剪切，剔除矢量图层的图像上凋落物中土壤部分，结果保存为有效数据的图像 ；利用Arcgis9.3 中的量尺工具测量森林凋落物层的厚度 ；
（5）通过纹理分析去除石蜡背景：
有效数据区内图像包含 3 类信息：①凋落物信息、②石蜡信息、③孔隙 ；其中石蜡部分色调均匀单一，利用 Erdas Imagine9.2 的 Texture 纹理分析模块对扫描图像进行纹理分析，去除石蜡信息，并把石蜡背景归为孔隙类别，将纹理分析后的纹理信息作为图像分类处理中的一个特征或波段，整合到图像分类过程中，结果生成新的凋落物图像 ；
（6）提取孔隙信息 ：
利用 Erdas Imagine9.2 软件，以 ISODATA 方法对图像进行分类，提取凋落物及其孔隙信息，采取逐步递进的分类方式，初次提取出凋落物、孔隙、边界模糊区域三类，再把若干个边界模糊区域分别归并为凋落物类或孔隙类，结果保存为分类图像 ；利用 Arcgis9.3 把分类图像转换为包含凋落物和孔隙两类Polygon 图斑的分类矢量图层 ；
（7）构建分层格网 ：
以分类矢量图层为底图，利用Arcgis9.3的Create Fishnet工具构建分层格网矢量图层，将凋落物分类图层从上至下按照10mm 间隔分层 ；
（8）计算凋落物孔隙度 ：
在 Arcgis9.3 中，用 10mm 分层矢量图层剪切分类图层，然后计算各个凋落物和孔隙图斑的面积，再分层统计每一个 10mm 分层内凋落物和孔隙两类图斑的总面积，孔隙面积与总面积之比就是该分层的孔隙度，自上而下计算出所有分层的孔隙度 ；
（9）统计孔隙的最大值、最小值和平均值 ：
根据孔隙图斑的面积，统计出每一个分层内孔隙的最大值、最小值、平均值和标准差 ；
（10）计算凋落物孔隙的方向：
在Arcgis9.3中，首先把分类矢量图层内所有的孔隙Polygon图斑转换为Polyline，再利用Polar Plots and Circular Statistics模块的Shapes to Segments工具把Polyline图层转换为Segments图层，然后采用Polar Plots and Circular Statistics模块的PolarPlots 工具计算每条线段的方位角，并绘制所有线段的空间分布方向图。
利用森林凋落物扫描图像测算空间结构参数的方法
技术领域
发明内容
具体实施方式
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