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生态环境日趋成为全球关注的焦点问题,为了更好地改善环境条件,近些年,各个国家和政府逐渐对环境监测及环境保护加大了力度。植物的叶绿素在光合作用过程中起着举足轻重的作用,对植物的生长变化有着巨大的影响。叶绿素能在一定条件和一定光激发条件下产生荧光,荧光信号具有反应灵敏,测定快速、简便和对样品无破坏性等优点,理论上,通过测量叶绿素荧光,并利用叶绿素荧光所具备的优点,进而能够获取植物的生长信息。 通过激光诱导叶绿素可以获得叶绿素荧光强度图像,但荧光强度易受外界干扰,噪声较大,不能真实反映植物叶片的生长状况。为了解决这一问题,利用荧光寿命是植物叶绿素的本征参量这一特征,采用激光诱导植物叶绿素产生荧光,基于时间分辨荧光技术的荧光寿命成像技术,使用增强型CCD图像传感器(Intensified Charge Coupled。Device,ICCD)对植物叶片叶绿素荧光进行连续采集,模拟了实现较远距离测量的方法并证明可行,研究了归一化算法、解卷积算法、图像分割、图像增强、图像降噪等内容,在Matlab环境下拟合出真实的荧光衰减曲线,求出具备良好稳定性和精度的荧光寿命值,合成植物叶片的荧光寿命分布图;对荧光寿命值与叶绿素溶液浓度值进行了标定,验证了荧光寿命值与叶绿素含量有一定相关性,研究了植物叶片在缺水情况下的荧光寿命及叶绿素含量的变化情况,并总结出叶绿素荧光寿命与植物生长变化的相关规律,同时还对植物的病虫害和硫酸胁迫情况进行了分析讨论。 结果证明叶绿素荧光寿命不仅可以反映植物叶片的叶绿素含量,还可以反映叶绿素含量的空间分布情况。将激光诱导荧光寿命成像技术应用于实时监测植物的生长状况,能对植被遥感、植物生理学、生态学和农业科学等方面的研究做出贡献。