Journal of Plant Ecology ›› 2024, Vol. 17 ›› Issue (2): 0-rtae022.DOI: 10.1093/jpe/rtae022
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Yasi Liu1, Dayong Fan2,*, Han Sun1, Xiangping Wang1,*
摘要: 半球照片被广泛应用于植物生态研究领域,它提供了太阳辐射动态、冠层结构特征及两者对群落生物物理过程、生产力和生态系统特性的贡献等重要信息。本研究旨在改进用于天空和冠层二元分类的原始“边缘检测”方法,该方法对于郁闭的冠层分类效果不佳。究其原因,可能是由于郁闭的冠层下天空像素对其相邻冠层像素的影响较大所致。为此,我们在“边缘检测”方法中引入了一个新参数“邻居距离”,定义为参与分类冠层和天空之间边缘对比度计算的两类像素之间的距离。研究发现,对于具有特定间隙分数的半球照片,选择合适的邻居距离可以显著提高原始“边缘检测”方法的准确性。在建立了邻居距离与手动验证间隙分数之间关系的经验幂函数基础上,我们开发了一种ND-IS(邻居距离-迭代选择)新方法,该方法可以高精度自动确定半球照片二元分类的阈值。我们在中国东部沿纬度的五个森林生物群落(间隙分数在0.019至0.945之间)对该方法进行了验证,其二元分类精度相对于原始“边缘检测”方法无论在精度还是可重复性上均有显著提升。本研究结果强调了将邻居距离整合到原始“边缘检测”算法中的必要性。本文还讨论了该方法在野外环境中应用中的优点和局限性。