HemiView森林冠层图像分析系统

HemiView森林冠层图像分析系统

中文说明书目录TOC\o"1-5"\h\z1仪器概述12部件组成13仪器组装14相机拍摄3拍摄环境3延时拍摄3电脑拍摄35软件操作45.1菜单功能45.2照片处理5编辑过滤66数据结果7#[1]将三脚支架立于地面，调节各脚长度至支架水平气泡位于中间位置，将自平衡支架安装到三脚架上；平）爲~）固定针[1]将三脚支架立于地面，调节各脚长度至支架水平气泡位于中间位置，将自平衡支架安装到三脚架上；平）爲~）固定针〕「周定螺纯■・--■證■.■••-11111□1仪器概述Hemiview数字植物冠层分析仪通过使用180度鱼眼镜头和高清相机从植物冠层下方或森林地面向上取像，并用其图片专业处理软件HEMIVIEW来处理图片并获得与冠层结构有关的参数，例如叶面积指数LAI、光照间隙及间隙分布状况。通过分析辐射数据的相关信息建立模型，能够估测出冠层截获的PAR以及冠层下方的辐射水平。也以计算辐射指标、冠层指标、测量地点的光线覆盖状况及直射与漫射光的分布等。其中仪器分析的LAI定义为单位地面面积上总叶面积的一半，这种定义默认为叶子的角度分布是球形随机分布），所有凸面形状叶子的相对消光系数看作是0・5这个常数。2部件组成品牌单反相机（佳能60D、70D）SigmaEX-DC4.5mm鱼眼镜头自平衡相机安放支架可伸缩三脚支架可伸缩单臂支架Hemiview软彳牛32M数据存储卡便携箱3仪器组装

自平衡架上的固定针对准相机底部一个小孔，用固定螺丝把相机固定紧，将相机安装到自平衡架上将鱼眼镜头按对齐标志安装到相机上，注意镜头防护，将闪光适配器插入相机闪光灯位置；将内部轴心螺丝拧松，再拧松方向盘的两个螺丝，注意不要完全拧开；通过平衡螺钉调平。平衡螺钉拧松后可以左右移动，以此来调平支架，使得水平气泡位于中心；转动支架，使指北针位于红色箭头框中；取下鱼眼镜头遮光环，拍摄测试闪光灯南北方向指示器正常；设置延时配设模式，将支架置于要求的高度，并尽量保持水平进行拍摄；摄像完毕后，请盖上镜头盖以防污损。”任曉相机指彌针歼维光寥灯磚（相机猖”任曉相机指彌针歼维光寥灯磚（相机猖注意安装完成后，保证仪器指向正北方向。4相机拍摄请您仔细完整地阅读相机说明书，因为只有设置相机的最佳参数才会拍出更加清晰的照片，才会取得更加精确的数据。最佳设置需要根据拍照环境的实际情况多加练习。对于初学者，推荐半自动模式拍摄，鱼眼镜头自动调焦，自动曝光，画质默认。拍摄前所有的设备（电池等）都应该配置并测试好，准备数据记录簿来记录拍摄信息。记录图片的数量以及位置，时间，曝光设置，高度，天气状况等，携带GPS记录经纬度和海拔信息。4.1拍摄环境拍摄照片的时候一定要避免太阳直射光，所有的照片都需要在均匀的天空条件下进行拍摄，如果太阳比较强烈，拍摄图片里叶子会反光比较厉害，影响最后的照片处理与分析。最好选择黎明或者日落，或者是阴天环境，这时没有太阳的直接照射，光线也比较均匀，会得到更好的天空对比度！为了避免拍照时使相机晃动，我们可以采用自拍功能或者通过电脑来拍照两种方法理想的拍摄条件：4.2延时拍摄按下AF・DRIVE按钮，查看LCD，转动转轮，选择：利■E卩轻按快门进行对焦，按下拍照，计时器会有10s的提示声，10秒钟后拍摄完成；如果按下拍摄机身有晃动造成支架不水平，请在10s内完成调整，然后回避到拍摄范围外；注意：自动拍摄过程中，不要移动相机或支架。4.3电脑拍摄安装相机拍摄软件EOSUtiliy,数据线连接相机与电脑，打开相机，电脑自动识别相机；打开EOSUtiliy选择监视文件夹，进行照片保存位置选择；点击相机设定/遥控拍摄，今入相机拍摄界面；点击下方遥控实时显示拍摄，先对焦后再点击拍摄，注意电脑拍摄时相机不能设置在延时模式；如果有条件可尝试对图片进行不同程度的曝光，从中选出具有最清晰冠层边缘的图片。过程图示：

女装"能戟*1Hoolviewttft用載霜红把帽机和电4蝕率扑斤卅机没矍相机参边业IW口劝识别郴机览区到HemiV«w适捋Pr^r»ncM,Linkedbottw^ie.女装"能戟*1Hoolviewttft用載霜红把帽机和电4蝕率扑斤卅机没矍相机参边业IW口劝识别郴机览区到HemiV«w适捋Pr^r»ncM,Linkedbottw^ie.料厉连戎到HfimiViaw.tx#*芒蚩甲皤25%^：IEMewttfl7:-&»C^rner^SettingsRemoteShooting（6）込卄C»nan\_yEOSUWity点Ji此按AK片厂、点曲比他I拍愎雁片・fft片（I询11）葆存到底脑垦，并自动膛送到ii「・i*I皿1U15软件操作HemiView是基于windows操作系统的可以很方便的对半球摄影的图片进行分析的软件，安装程序需插入光盘进行安装，按光盘封面上的号码进行注册使用。将相机中的图片利用读卡器或者数据线传至电脑，启动HemiView程序进行加载图片进行分析。5.1菜单功能HemiView有七个主菜单,File（文件）,Edit（编辑）,View（视图）,Settings（设置）,Calculate（计算）,Window（窗口），Help（帮助）。1）标准工具栏图标从左到右依次为打开工作簿，打开文件，保存，剪切，复制，粘贴，打印，软件信息，帮助。

2）视图工具栏！计算工具栏,3)4)位置工具栏Site，选择位置。5)镜头表工具栏Lenj:.Linear18Q丄—=，选择镜头的模式。6)日期工具栏,Day:-J—111勻21Apr，选择日期。计算工具栏,3)4)位置工具栏Site，选择位置。5)镜头表工具栏Lenj:.Linear18Q丄—=，选择镜头的模式。6)日期工具栏,Day:-J—111勻21Apr，选择日期。7)极限值工具栏,Threshold:J一|卫兰j二•.•，选择分级图片的临界值。8)光照辐射模式工具栏,S^laiModehSimpieMod创，模式选择。9)输出配置工具栏.塾呼旦哄I九说，选择输出项。5.2照片处理[1]点击标准工具栏上的open，或者点击下菜单File-open来打开一个需要分析处理的图片，在图片上点击右键，选择ZOOM100，50来调整图片的尺寸，使之充满整个活动窗口。[2]点击图片出现N、[2]点击图片出现N、E、S、W方位标识,鼠标移至边缘进行旋转，使N方向指针标识对照片中北指示器三角形白色指示器影像。在图片里，白色的北标志为三角形，南标志为半圆形。[3]将鼠标放到一个位置，观察窗口的最下面状态栏，XY[3]将鼠标放到一个位置，观察窗口的最下面状态栏，XY表示这个位置点的象素坐标，左上为0、0；AZ是方位角和天顶角，方位角以天空图圆心和N极的夹角为0度，逆时针旋转递增，天顶角圆心为0度，地平线边缘为90度；RGB是红绿蓝的色深值，从0到256。[4]点击Setting-Site-New,将照片信息（经纬度，海拔，磁偏角）填入，磁偏角可通过网站查询获得。⑸在软件主界面Site选择新建的位置，Lens选择所用的鱼眼镜头型号，Day中填写为拍照日期，即该年份中的第某天。点击Setting—SolarModel—New如图，需要输入名称（name），描述（Description），单位（Units），在SolarTransmission模式下，我们要输入太阳辐射穿透率（Transmittivity，范围一般在0.4-0.9之间），散射率（diffuse，范围一般在0.1-0.6之间），和太阳常数（ExternalSolar，默认值为1370W.m-2），在DiffuseDistribution模式下，我们选择UniformOvercastSky（UOC）即可。然后在SolarModel选择新建的类型，用来估计太阳辐射和天空散射的数值。Output根据所需结果来选择，例如LAI。［8］Threshold阈值，作用为利用其值的大小来调整，使得图像的冠层与天空区分明显。点击来查看并逐渐调整至最接近冠层与天空的真实情况（一般170左右）。［9］按國，可以将整个图片划分为各个扇区，点击蹙显示的太阳图是一年中太阳的运行轨迹，点击護显示的日轨图则是在Day中选择日期该天的太阳运行轨迹。［10］整个代表天空范围的圆环被天空图skymap分为许多的扇区，并被用于计算太阳辐射，，LAI（叶面积指数）等。也可以选择Settings,-Skymap,对Azimuth和Zenith来设置天空被分割的扇区数。鼠标指针移动到天空图边缘对其进行缩放或移动，使其正好覆盖到整个圆形区域，边缘与图像中的地平线对齐。［11］设置完毕，确定你已经选择正确的Site、Lens、SolarModel、Outputconfiguration、day和Threshold。点击计算图标券，生成一个包含各个分析数值EXCL表格，点击File-Saveas进行结果另存。FileEditVlswGettingsCalculateWindewHelpd|曲旧I開剽良|創窗蜡||画@阳［丽［5圖風|胡国|怛民归勺］3］SolarK……"•_一斶:-—J"|旣L勺|日十月「厂SampJ&2jogL«n.s怒ms...芯b：即，戈的心匕勺5.3编辑过滤因为在拍摄照片中，树干区域无法避免，将树干作为分析对象加入到总的结果值里面会有偏差，因此需要对一些比较大的树干进行编辑过滤。利用图片编辑软件对图片树干及其他非分析图像的部位进行上色然后利用Hemiview软件中过滤功能填入上色参数对其进行过滤忽略。点击Setting-Classifier，将所用涂抹颜色的三色值填入，点击Igorethiscolour。上色建议用纯红，纯蓝或者纯绿色，即可将颜色值设置为255，其他两参数为0。Classi£1er|TlLfezhold.J—IITTEdh?Frevie1!1!1SettingsIgnoredFix电］_£Ictlufhthie匚圧确定I取消I帮助Ir；raI*Ckriffri慣张血T*M-,br«pIFaHHe皿聞比-百中T^wb«^pUffifOL弓"■SaL»r|^0"|Tkr.chiL-:—J-lL7?~?l血gjMT］jgj|■炉|■弭虚H冋互］］町：」tMS日扎十二同:L忙ShgkTrMOri^ruLi^6数据结果Comments注释信息Image图形信息Site地点信息Lens镜头信息SunGapSunGap图的间隙分布SkyGeomSkymap图的几何信息SkyGapLensSkyGap图的间隙分布Values数据信息LAI叶面积指数VisSky总透光比VisSkySheetSkyGap图的透光比分布TimeSer即时太阳位置,可见度,直射辐射SunZenSunmap扇区中心的顶点角SunvalidSunmap扇区有效图形比SunPixSunmap扇区的象素数SunAzSunmap扇区中心的方位角Solrmodl光照模式SKyValidSkyMap扇区有效图