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     地理信息系統( Geograp hic information system ,簡稱GIS ) 為圖形管理系統和數據管理系統的有機結合體, 是現實世界在計算機中的縮影,而空間分析則是其核心和靈魂。在矢量結構下,面狀對象面積量算采用幾何交叉處理方法;對于柵格結構,多邊形面積計算則是統計具有相同屬性值的格網數目,專業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) ,然后將小格總數乘以小格面積即得到被測葉面積。由于GIS 集成了數據庫管理、高效圖形算法、插值和網絡分析等多學科的最新技術與手段,為空間分析提供了強大的工具。從而使得過去復雜困難的空間分析任務變得簡單易行。

      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育和群體結構是否合理的主要觀測指標。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、重量法和長寬系數法等,在獲取植物特征信息方面具有一定的優勢,但手工測定受人為影響存在低效率、高誤差;專業葉面積儀價高易損、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確獲取相當困難。苜蓿( Medica go sat i v a) 多為三出羽狀復葉,也有多葉變異株叢,特別是各小葉片大小不均、品種間葉片形態各異等特點,更為葉面積的準確快速測定增加了很大難度。鑒于此,本研究借助GIS 空間分析技術獲取苜蓿葉片信息,以探求簡捷準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需要自由選擇。利用GIS 空間分析技術提取圖像(周長、面積) 信息與圖形實際信息相對誤差極低( ≤1. 08 %) ,說明GIS 空間分析技術完全可以用于苜蓿等不規則葉片的特征信息提取。。與傳統葉面積測定方法相比,GIS 空間分析技術應用于葉面積量算具有明顯的優越性: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、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達的計算機技術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,通過加設參照物的方法實現葉片圖像在GIS 中實現空間分析的問題。