为实时获取浅根系作物的根系生长形态,设计了一种可用于多点测量的微型根系形态实时原位采集系统.系统主要由微型摄像头和光学放大元件等组成(体积1.5 cm3),采集的图像通过无线模块发送至终端.采用基于区域生长的根系图像分析方法,以腐蚀图像为出发点,膨胀图像为终止点,结合相似性准则进行区域生长、区域标记和区域保留,来滤除土壤孔隙和杂质等对图像产生的干扰,从而提取根系轮廓,并通过图像形态学计算得到根长密度、根系平均直径等形态参数.以此系统采集樱桃番茄、辣椒根系形态参数,试验结果表明,根系长度测定值的绝对误差不超过1.5 mm,相对误差不超过5.3％;根系平均直径绝对误差不超过0.09 mm,相对误差不超过6.7％.与土壤采样法测定值相比,在0～10、>10～20、>20～30和>30～40 cm 4个土壤层内2种测定方法根系平均直径决定系数R2>0.87(P<0.01),根长密度在30 cm深度以内的土壤层决定系数R2>0.81(P<0.01).证明本文设计的微型根系形态实时原位采集系统具有较高的准确性,可用于浅根系作物形态的多点观测.
形态 算法 测量 根系形态 微型根系形态采集系统 多点采集 实时获取 区域生长算法