周瑞卿

(南京信息工程大學(xué)信息與控制學(xué)院,江蘇南京 210044)

基于Android手機(jī)的植物葉片面積快速無損測(cè)量系統(tǒng)

周瑞卿

(南京信息工程大學(xué)信息與控制學(xué)院,江蘇南京 210044)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的迅猛發(fā)展，越來越多的高科技設(shè)備走入了實(shí)際生活中，通過運(yùn)用目前普遍使用的Android手機(jī)來進(jìn)行植物葉片面積的快速無損測(cè)量已經(jīng)成為了植物學(xué)實(shí)際應(yīng)用的重要途徑及方法，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。本文正是基于此背景下通過運(yùn)用Android手機(jī)為平臺(tái)，設(shè)計(jì)出一套科學(xué)合理的快速無損測(cè)量系統(tǒng)來為實(shí)際的研究工作提供幫助，促進(jìn)相關(guān)研究工作能夠有效開展，推動(dòng)我國(guó)植物學(xué)整體研究工作邁上一個(gè)新的臺(tái)階做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

Android手機(jī) 植物學(xué)研究 無損測(cè)量系統(tǒng) 應(yīng)用價(jià)值 植物葉片面積

植物葉片面積是植物學(xué)研究植物光合作用、能量交換以及水循環(huán)工作的重要途徑，對(duì)相關(guān)的作物栽培以及基因選種工作具有重要的促進(jìn)作用。由于植物學(xué)研究工作所采取的設(shè)備通常體積較大，難以在研究工作中得到有效的運(yùn)用，降低了實(shí)際研究工作的效率從而影響了研究工作的進(jìn)度。因此通過運(yùn)用Android手機(jī)作為平臺(tái)來研發(fā)一套能夠快速準(zhǔn)確測(cè)量葉片面積的無損測(cè)量系統(tǒng)成為了目前研究工作的重點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行研究并開發(fā)出一套能夠廣泛運(yùn)用的操作系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 植物葉片面積快速無損測(cè)量系統(tǒng)的重要性分析

1.1 植物機(jī)理研究的重要途徑

植物學(xué)研究的主要方式就是通過對(duì)植物自身的實(shí)際情況進(jìn)行深入分析，通過觀察不同植物的葉片面積，采取科學(xué)有效的測(cè)量手段來獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)以確定植物自身的光合作用、能量交換、水循環(huán)系統(tǒng)、果實(shí)生長(zhǎng)等植物機(jī)理數(shù)據(jù)，促進(jìn)植物選種栽培、基因選種等工作的開展，提高我國(guó)勞動(dòng)人民的經(jīng)濟(jì)收益，拉動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用[1]。在實(shí)際的植物機(jī)理研究過程中，植物葉片面積研究占據(jù)重要的地位，也是目前植物學(xué)研究工作普遍采取的研究方式之一，對(duì)相關(guān)學(xué)科發(fā)展具有重要的影響作用。

1.2 提高了工作效率，促進(jìn)了學(xué)科發(fā)展

由于植物葉片面積無損測(cè)量需要采用體積比較大的設(shè)備，在實(shí)際的植物研究過程中無法做到隨身攜帶，給研究工作帶來了較為嚴(yán)重的困擾。研究設(shè)備小型化發(fā)展已經(jīng)成為了植物學(xué)研究工作的發(fā)展趨勢(shì)之一，因此基于Android手機(jī)的植物葉片面積快速無損測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用，對(duì)提高實(shí)際的科研工作效率具有重要的促進(jìn)作用，很大程度上提高了植物學(xué)研究領(lǐng)域與范圍，推動(dòng)了學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[2]。

2 植物葉片面積快速無損測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 植物葉片面積快速測(cè)量系統(tǒng)的基本工作流程分析

植物葉片面積快速測(cè)量系統(tǒng)的基本工作流程如圖1所示。

2.1.1 選擇拍攝背景

由于葉片面積測(cè)量工作需要對(duì)比比較鮮明的背景以方便Android手機(jī)的拍攝，因此通常是選取平整、光滑、反光程度較低的背景為主。

2.1.2 標(biāo)記參照物

圖1 植物葉片面積快速測(cè)量系統(tǒng)的基本工作流程

在拍攝背景中劃定一塊面積已知的區(qū)域進(jìn)行對(duì)比工作的展開，以方便實(shí)際的葉片面積測(cè)量，保證數(shù)值的準(zhǔn)確性。通常根據(jù)實(shí)際需要，經(jīng)常選取的面積大小為2cm×2cm為主，也可以適當(dāng)放大。

2.1.3 獲取圖像

Android手機(jī)獲取圖像過程中對(duì)相機(jī)像素較高，必須能夠準(zhǔn)確顯示標(biāo)的參照物的大小，繼而方便圖像的對(duì)比與數(shù)據(jù)的計(jì)算。

2.1.4 圖像處理

此過程中需要將實(shí)際獲取的圖像進(jìn)行灰化處理、幾何位置較定等工作，以方便實(shí)際計(jì)算工作的開展，保證圖像對(duì)比明顯，數(shù)值計(jì)算準(zhǔn)確。

2.1.5 計(jì)算面積

通過Android手機(jī)自帶或后期安裝的程序軟件來進(jìn)行葉片面積的計(jì)算工作，此項(xiàng)工作是整個(gè)流程的結(jié)尾，也是得出具體數(shù)值的過程，在操作系統(tǒng)中占有重要的位置，對(duì)保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行、數(shù)值計(jì)算準(zhǔn)確起到了重要的促進(jìn)作用。

2.2 系統(tǒng)硬件選取

本系統(tǒng)采用的Android手機(jī)為目前市面上比較常見的三星Galaxy Note II為平臺(tái)，Android OS4.2操作系統(tǒng)，32GROM，在系統(tǒng)運(yùn)行以及數(shù)據(jù)處理上能夠較好的滿足實(shí)際要求。

之所以選擇Android手機(jī)作為植物葉片面積快速無損測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用平臺(tái)，主要是在實(shí)際生活中，作為智能機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的代表，應(yīng)用了Android操作系統(tǒng)的手機(jī)比較常見，而且相對(duì)價(jià)格較為低廉，能夠有效的降低實(shí)際研究過程中有限的經(jīng)費(fèi)支出，以方便在我國(guó)大部分地區(qū)廣泛普及應(yīng)用，推動(dòng)植物學(xué)研究工作的快速展開，獲取較為準(zhǔn)確的計(jì)算數(shù)值，充分提高實(shí)際的工作效率。

2.3 軟件系統(tǒng)

植物葉片面積快速無損測(cè)量系統(tǒng)中軟件系統(tǒng)主要是通過對(duì)葉片圖像的處理以及對(duì)比標(biāo)的物的面積大小進(jìn)行測(cè)量，以準(zhǔn)確計(jì)算出葉片面積，方便實(shí)際研究工作的應(yīng)用。目前在此系統(tǒng)中主要應(yīng)用到的軟件系統(tǒng)為JAVA JDK6。通過JAVA JDK6能夠編寫相應(yīng)的語言程序，開發(fā)出應(yīng)用簡(jiǎn)單的計(jì)算系統(tǒng)來對(duì)收集到的圖像進(jìn)行深入的分析處理工作，以獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行最終結(jié)果的計(jì)算。由于此類軟件系統(tǒng)已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用中得到良好的驗(yàn)證，因此作為植物葉片面積快速無損測(cè)量系統(tǒng)中軟件應(yīng)用具有良好的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，由于植物葉片面積快速無損測(cè)量系統(tǒng)對(duì)植物學(xué)研究工作具有重要的促進(jìn)作用，因此本次研究所提出的實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，希望通過本次研究為我國(guó)植物學(xué)研究工作的發(fā)展提供幫助，推動(dòng)相關(guān)研究工作能夠邁上一個(gè)新的發(fā)展階段。

[1]郭文川,周超超,韓文霆.基于Android手機(jī)的植物葉片面積快速無損測(cè)量系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2014,12(01):275-280.

[2]張全法,馮絢,何金田，陳渝仁.植物葉片面積測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,12(04):383-386.

[3]張全法，常麗萍,王金翠,張斌.植物葉片面積的圖像信息測(cè)量系統(tǒng)及方法[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,12(03):343-345+349.