[发明专利]一种郁闭度的测定方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种森林经理和森林经营领域，尤其涉及一种郁闭度的测定方法和装置。

背景技术

郁闭度是反映森林结构和森林环境的一个重要因子，在水土流失、水源涵养、林分质量评价、森林景观建设等方面有广泛的应用，同时它是森林经营中小班区划、确定抚育采伐强度、判定是否为森林的重要因子。

所谓的郁闭度是有林地或疏林地样地内乔木树冠垂直投影覆盖面积与样地面积之比，它表示了树冠的闭锁程度。郁闭度测定方法很多，最典型且常用的有对角线法、棱镜法、冠层分析法、方格法，下面对这些方法进行简单描述。

对角线法是沿着样地的2条对角线每隔一定距离抬头仰望，上方是树冠则增加计数1，否则不计数，最后统计有树冠的点数占全部点数的百分数就是该样地的郁闭度。本法简单但是调查员抬头看上方，很难保证是垂直正上方，不同调查员可能产生不同的结果，同时如果是观测株行距固定的人工林，可能产生较大误差。

棱镜法是对角线法的改进，把抬头仰望改成通过水平观看一个专用棱镜来判断是否为树冠部分。由于人眼水平观看比垂直观看容易掌握，有利于消除个人间的测定误差，但是棱镜法因为观看的是一点或者是很小的一个范围，如果刚好是一个小林窗或者一片树叶，则可能造成很大误差；同样在规则株行距人工林中可能产生较大误差。

冠层分析法是通过取样地的图片，然后分析计算出该样地的郁闭度。该法通常使用鱼眼镜头，这需要额外的支出且很难实现所见所得；更主要的是，如果冠层影像对比度太大则冠层分析法误差较大，因此，为了能够得到光线适宜的冠层影像，通常要求在日出日落前后或者阴天等场合摄影。显然，这种规定调查时间的做法给调查员带来了很大的不便，制约了该方法的应用。

方格法是把透明方格纸或胶片放置在样地影像(通常是航片或卫片)上，统计树冠方格数占样地全部方格数的比例。该法测定并计算出郁闭度的精度与方格大小有关，方格越小精度越高，显然，差数方格所需要的时间也越长。在目前条件下，该法的最大困难是获取样地影像数据可能需要额外的资金支出，且很难实时获取样地影像。

综上所述，目前常用的各种郁闭度测定法都存在很多缺陷。随着人们对更加准确郁闭度数值获取需要的增加，急需一种成本低、易操作、精度高的测量仪器或者方法。

发明内容

本发明的实施例提供了一种郁闭度的测定方法和装置，可解决现有技术成本高、精度低的问题。

本发明的实施例提供了一种确定郁闭度的方法，包括：获得树冠投影的图像；将图像转换成灰度图像；统计灰度图像中各个灰度级的像素数；根据各个灰度级的像素数确定郁闭度；

所述根据各个灰度级的像素数确定郁闭度具体包括：

按照组间组内方差结合法确定分割阈值；

遍历灰度图像中所有像素，如果某像素的灰度值小于分割阈值，表示该像素是树冠图像，计数1，否则认为是林冠空隙图像，不计数；

计数总和与图像像素总数的比值就是该图像所代表林地的郁闭度；

所述按照组间组内方差结合法确定阈值具体包括：

设图像各灰度级的概率为p_i(i＝1,…,255)，其中p_i＝第i级灰度像素数/各灰度级像素总和；以m为界把灰度级分成G₁、G₂两组，则G₁组的概率和x₁与灰度平均值y₁分别为

G₂组的概率和x₂与灰度平均值y₂分别为

于是，图像的灰度平均值y

G₁、G₂组间方差σ

对G1、G₂两组分别引入组内方差，下面分别为G1组内方差和G2组内方差：

定义计算函数t，

取使t达到最大时的值作为分割阈值，即使t达到最大时的值灰度作为分割阈值。

本发明实施例还提供了一种测定郁闭度的装置，包括：图像获得单元，用于获得树冠投影的图像；转换单元，用于将图像转换成灰度图像；统计单元，用于统计灰度图像中各个灰度级的像素数；确定单元，用于根据各个灰度级的像素数确定郁闭度；