[发明专利]水稻群体三维形态结构数字化与可视化重构方法

摘要

本发明公开了一种水稻群体三维形态结构数字化与可视化重构方法，涉及植株三维数字化和可视化构建技术领域。包括步骤：S1.采用“定位—分离—测量”方法，参照不同坐标系，定位稻株、茎糵、叶片的位置和方向，测量茎秆、叶片等器官几何形态；S2.按不同层次水平，结构化S1获得的数据，构建数字化水稻群体二维形态结构；S3.利用解释几何原理，变换不同参照坐标系下稻株、茎糵、叶片的位置和方向，茎秆、叶片等器官的几何形态到相同的大田坐标系，重构数字化与可视化的水稻群体三维形态结构。利用本发明的方法能有效减低三维数据采集的复杂性，可视化重构的水稻群体形态结构与实际图像相似程度高。

主权项

1.一种水稻群体三维形态结构数字化与可视化重构方法，其特征在于，该方法包括步骤：S1.采用“定位—分离—测量”方法，参照不同坐标系，定位稻株、茎糵、叶片的位置和方向，测量茎秆和叶片器官的几何形态；其特征在于，采用的“定位—分离—测量”方法包括：在水稻群体定位选定的稻株，从群体中分离，在实验室测量选定的稻株；测量稻株包括定位茎糵和叶片的方位角，从稻株分离茎糵，测量茎糵；测量茎糵包括拍摄茎糵平面图像，分离叶片，测量叶片形态；测量叶片形态包括按叶序拍摄叶片图像；其特征还在于，参照不同坐标系，定位稻株、茎糵、叶片的位置和方向，测量茎秆和叶片器官的几何形态的具体步骤如下：S1‑1.选定待重建水稻群体，记录行间距、穴数，并选定大田坐标系，定位每穴稻株中心轴坐标，定位稻株行向方位并标记，用盆带泥将稻株移到测量场地；S1‑2.以稻株中心轴和已标记的行向方位为参照，定位茎杆表面上两个点的空间位置和叶片的方位，分离茎糵；S1‑3.获取茎糵的平面图像，通过图像处理，参照茎杆中心轴，提取叶中脉曲线、叶结点、茎杆直径，分离叶片；S1‑4.获取叶片的平面图像，通过图像处理，参照叶结点和叶中脉，提取叶形曲线；S2.按不同层次水平，利用S1获得的数据，包括稻株、茎糵、叶片的位置和方向，茎秆和叶片器官的几何形态，构建结构化数据，获得数字化水稻群体二维形态结构；S3.利用解释几何原理，变换不同参照坐标系下稻株、茎糵、叶片的位置和方向，茎秆和叶片的几何形态到相同的大田坐标系，重构数字化与可视化的水稻群体三维形态结构。