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黑土是一种腐殖质层厚,质地松散,肥力高,空隙比较大而透水性差,粘粒含量高的淋溶土。东北黑土区气候干燥寒冷,由于降雨集中,加之过度垦殖、超载放牧、乱砍乱伐等不合理的开发利用,致使该区水土流失严重。黑土的保护和恢复研究成为研究的重点。黑土厚度调查成为黑土保护和恢复研究的前提之一。
传统的判断黑土厚度的办法是直接对照土壤样品进行肉眼辨识。这种方法带有很大的随机性。,本研究提出了与以往目视判断土层厚度完全不同的一种方法,根据颜色空间的基本原理,结合计算机视觉与模式识别技术,并参照基于颜色相似度的车牌定位算法,初步尝试了采用数字图像处理定量判别土层厚度的方法。
具体结论如下:(1)提出了利用图像处理判别黑土厚度的方法,基本上达到了判别黑土厚度的目的。处理数字图像作为本研究最重要的部分,初步实现了计算机视觉系统(数码相机、计算机)与程序的结合处理。
(2)在表征图像信息的三个参数中,决定通过设定色调的阈值建立感兴趣区,采用亮度区分不同的土层。
(3)对418个土壤样本的分析表明:判断黑土层厚度的亮度临界值为192,得到的黑土层平均厚度为49.8cm,最接近专家目视盼读结果49.7cm。判断过渡层厚度的亮度临界值为219,得到的过渡层平均厚度为79.2cm,最接近专家目视盼读结果80.1cm。
(4)受照相设备、土样特性、照相环境等影响,需要对样本和数据结果进行校正,以保证厚度分析的准确性。校正内容包括:①无法判别样本的界定②多余小块感兴趣区的剔除③亮度订正。
(5)在本研究过程中,还需要进行调整相机、改进灯架底板以及修正程序等进一步改进,以达到更理想的判别结果。