【摘 要】
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生物结皮又称为生物土壤结皮(biological soil crusts,简称BSCs),不仅是干旱、半干旱地区常见地被物,而且是构成荒漠生态系统的重要组成部分。生物土壤结皮覆盖度是干旱、半干旱地区生态系统的重要评价指标和生态学参数,对于实现生态环境监测具有重要意义。目前结皮覆盖度测定主要依靠人工方法完成,具有效率低、精度较差等缺点。随着数字图像处理技术的快速发展,可以使用图像来实现覆盖度测定。因
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生物结皮又称为生物土壤结皮(biological soil crusts,简称BSCs),不仅是干旱、半干旱地区常见地被物,而且是构成荒漠生态系统的重要组成部分。生物土壤结皮覆盖度是干旱、半干旱地区生态系统的重要评价指标和生态学参数,对于实现生态环境监测具有重要意义。目前结皮覆盖度测定主要依靠人工方法完成,具有效率低、精度较差等缺点。随着数字图像处理技术的快速发展,可以使用图像来实现覆盖度测定。因此本文以生物土壤结皮图像为研究对象,采用颜色空间与聚类等方法来实现结皮图像高精度分割,并通过形态学计算确定生物土壤结皮的覆盖度。具体工作如下:(1)采集生物土壤结皮图像并进行预处理。生物土壤结皮图像主要包括地衣、藻和苔藓结皮三类。为了便于对图像的进一步研究,需对图像进行预处理,主要包括图像裁剪、图像缩放、图像增强、图像平滑等操作。(2)实现生物土壤结皮图像分割。在对结皮图像预处理的基础上,采用了三种分割算法进行图像分割,即基于Lab空间与K-means聚类分割、RGB空间与CV模型分割、OTSU阈值分割。(3)生物土壤结皮覆盖度测定与评价。对分割后的图像利用形态学运算进行处理,再利用形态学处理后的二值图像基础上计算区域覆盖度。并对图像分割精度和覆盖度精度进行评价。(4)设计并实现基于MATLAB GUI的生物土壤结皮图像覆盖度测定系统。系统主要功能模块包括图像预处理、颜色空间转换、图像分割、形态学处理、覆盖度测定等。系统功能较完整,便于非专业人员使用。
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