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     地理信息系統(tǒng)( Geograp hic information system ,簡稱GIS ) 為圖形管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的有機結(jié)合體, 是現(xiàn)實世界在計算機中的縮影,而空間分析則是其核心和靈魂。在矢量結(jié)構(gòu)下,面狀對象面積量算采用幾何交叉處理方法;對于柵格結(jié)構(gòu),多邊形面積計算則是統(tǒng)計具有相同屬性值的格網(wǎng)數(shù)目,專業(yè)葉面積儀器工作原理也基于此———方格近似積分法,即將被測葉片劃分成許多小格(儀器精度越高,小格面積越小) ,然后將小格總數(shù)乘以小格面積即得到被測葉面積。由于GIS 集成了數(shù)據(jù)庫管理、高效圖形算法、插值和網(wǎng)絡(luò)分析等多學(xué)科的最新技術(shù)與手段,為空間分析提供了強大的工具。從而使得過去復(fù)雜困難的空間分析任務(wù)變得簡單易行。

      葉片既是植物重要的光合器官,又是植物蒸騰的主要途徑,因此葉片特征信息尤其是葉面積常被作為衡量植物生長發(fā)育和群體結(jié)構(gòu)是否合理的主要觀測指標(biāo)。目前測定葉面積的方法主要有葉面積儀法、求積儀法、方格法、重量法和長寬系數(shù)法等,在獲取植物特征信息方面具有一定的優(yōu)勢,但手工測定受人為影響存在低效率、高誤差;專業(yè)葉面積儀價高易損、野外操作局限性大,且對葉片卷曲、破損所造成的面積損失無法彌補等,使得葉面積信息快速準(zhǔn)確獲取相當(dāng)困難。苜蓿( Medica go sat i v a) 多為三出羽狀復(fù)葉,也有多葉變異株叢,特別是各小葉片大小不均、品種間葉片形態(tài)各異等特點,更為葉面積的準(zhǔn)確快速測定增加了很大難度。鑒于此,本研究借助GIS 空間分析技術(shù)獲取苜蓿葉片信息,以探求簡捷準(zhǔn)確的葉面積測定方法。植物葉面積測定時用到的儀器有植物葉面積儀或手持葉面積儀。

      用GIS空間分析功能量算葉面積操作簡單,單葉片或批量處理可根據(jù)需要自由選擇。利用GIS 空間分析技術(shù)提取圖像(周長、面積) 信息與圖形實際信息相對誤差極低( ≤1. 08 %) ,說明GIS 空間分析技術(shù)完全可以用于苜蓿等不規(guī)則葉片的特征信息提取。。與傳統(tǒng)葉面積測定方法相比,GIS 空間分析技術(shù)應(yīng)用于葉面積量算具有明顯的優(yōu)越性:1) 精度高,葉片圖像的矢量化和空間信息提取全過程均由軟件自動進行,人為影響幾乎不存在,因此在葉片形態(tài)、葉緣及葉面積信息的提取與解析方面精確度高;2) 高效,GIS 強大的空間分析工具和日益發(fā)達的計算機技術(shù)使得巨量的葉片信息提取與分析輕而易舉,對于細碎或者不規(guī)則葉片特征信息(周長、面積等) 的提取更顯其神速;3)選擇余地大,通過加設(shè)參照物的方法實現(xiàn)葉片圖像在GIS 中實現(xiàn)空間分析的問題。