基于图像处理技术的植物叶片特征参数测量分析开题报告

1. 研究目的与意义

叶片作为植物进行光合作用和蒸腾作用的主要器官，叶子的形态不仅是人们辨识植物种类的重要依据，并且其发育状况和叶面积大小对作物生长发育、抗逆性及产量的形成有着很大的影响，是生理生化、遗传育种、作物栽培等方面研究所经常考虑的内容。

叶子各种形态学参数测定是植物学研究的主要内容，也是植物学研究人员野外考察时常需完成的测量工作。

因此建立方便、准确的叶面积测定方法，对指导作物栽培密度及施肥水平，达到调整群体结构、充分利用光、热资源、合理进行施肥以获得蔬菜高产具有重要意义。

2. 国内外研究现状分析

目前测定叶面积的方法主要有纸板称重法、打孔称重法、叶面积仪测定法、长宽校正法等。

纸板称重法测定时工作量大，难以实现大量测量；打孔称重法受打孔位置、叶脉大小等因素制约，测定结果想来精确度不高；使用叶面积仪测定方便、准确，但以其价格昂贵而难以普及；由于不同种类、不同生长位置的植物叶形差异很大，采用长宽校正法进行测量有很大的误差，并且生长在不同位置的叶片有不同的校正系数，这在实际应用中很难实现。

基于图像处理技术的植物叶片特征参数测量分析，可以自动准确地提取叶片面积，避免了传统方法费时、费力的缺点。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：本文以拟南芥为实验对象，利用图像处理技术对拟南芥叶面积、周长等参数进行测量，通过与叶面积仪所测数据进行比较，判断图像处理技术测量的精确度，深入分析基于图像处理技术的叶面积测量方法的优势。

建立单因子生长模型及多因子生长模型，研究拟南芥叶片的生长规律。

同时说明所建立的模型的可信度，通过对比数据组来验证所建立模型的可行性，哪些生长因素对拟南芥生长的影响比较显著，在对植物生长进行数学建模时需要考虑哪些因素。

4. 研究创新点

本论文的创新点包括：(1)运用matlab对拟南芥进行无损测量，相对于传统人工测量技术，该方法将大大提高测量效率。

(2)建立拟南芥叶片尺寸大小随时间变化的数学模型。

该模型可以科学合理地预测植物生长，充分发挥植物生长模型在植物生长预测、品种改良方面的功能作用。