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龙图腾网获悉北京师范大学申请的专利一种叶面积指数测量方法及其测量装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115205366B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210838015.X，技术领域涉及：G06T7/62；该发明授权一种叶面积指数测量方法及其测量装置是由屈永华;汪梓鑫;许丽娜设计研发完成，并于2022-07-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种叶面积指数测量方法及其测量装置在说明书摘要公布了：本发明提供了一种叶面积指数测量方法，包括：步骤一：图像二值化，步骤二：计算冠层间隙率和接触常数，步骤三：提取测点尺度G函数，步骤四：提取样方尺度G函数，步骤五：计算测点尺度有效叶面积指数，步骤六：计算样方尺度有效叶面积指数，步骤七：计算聚集指数，步骤八：计算样方真实叶面积指数。本发明利用智能终端实现对植被冠层叶面积指数的测量和计算，便于野外操作，充分挖掘测点尺度和样方尺度的图像信息，能快速获取多角度间隙率，解决了已有方法中G函数与实际冠层情况不符的问题，提高了窄视场角终端设备计算LAI的精度。

本发明授权一种叶面积指数测量方法及其测量装置在权利要求书中公布了：1.一种叶面积指数测量方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一：图像二值化， 对于向上拍摄的原始RGB彩色图像，提取蓝波段B作为分类特征，对彩色图像明暗像元分类，得到二值化图像以区分天空像素和植被像素； 步骤二：计算冠层间隙率和接触常数， 根据智能终端的拍摄镜头视场角，在主光轴两侧平面内，对于单幅图像，将记录的观测天顶角以等角度为间隔分割成z个观测天顶角θi，i＝1,2...,z，依据z个观测天顶角，将二值化图像划分为z个同心圆区域αi，i＝1,2...,z，对于任意区域αi，计算冠层间隙率Pθi和接触常数Cθi，公式如下： Cθi＝-cosθilnPθi2 其中，NθiTotal为区域内部总像素个数，NθiSky为天空像素个数； 步骤三：提取测点尺度G函数， 由于同一张图像的不同观测角度下LAI值是固定的，接触常数与G函数具有相似的曲线形状，利用归一化角点距离矩阵算法即可对曲线形状进行匹配，利用单幅图像中的多角度接触常数Cθi推断出G函数的分布规律； G函数是关于冠层消光系数kθ与观测天顶角θ的函数，通过下式即可得到不同平均叶倾角MTA下的G函数分布曲线： Gθ＝kθcosθ3 MTA＝9.653+χ-1.655 其中，θ为观测天顶角，kθ为冠层消光系数，χ为叶倾角椭球形分布函数的椭球垂直轴长和水平轴长之比； 对于任意一条曲线，假设具有n个角点c1,c2,c3...cn,其对应的角点坐标为x1,y1，x2,y2，x3,y3…xn,yn，定义归一化角点距离矩阵D为: 式中， dmax＝maxdi,j8 其中，i＝1,2…n，j＝1,2…n，di,j表示角点ci和cj的欧氏距离，φi,j表示对欧氏距离进行归一化处理； 对于曲线A和曲线B，均可计算出一个归一化角点距离矩阵DA和DB，则曲线A和B之间的相似矩阵ΦA,B为: 其中，该矩阵的每个元素表示归一化角点距离矩阵DA和DB对应元素相除； 两条曲线形状的相似程度通过差异系数w表示，w越接近0，则对应两条曲线越相似，计算公式如下： 曲线A为不同天顶角对应的接触常数Cθi，B为不同平均叶倾角的G函数，计算曲线A、B的差异系数w，当w最小时对应的G函数，即为测点尺度的G函数； 步骤四：提取样方尺度G函数， 假设相同的植被在某一生长阶段具有类似的叶倾角分布类型，样方内各个图像的冠层LAI会有差异，但是不同图像的平均叶倾角相对稳定，依据步骤三中提取的单幅图像G函数，计算出单幅图像的平均叶倾角MTAp，再对样方内所有图像的MTAp求均值，即为该样方的冠层平均叶倾角MTAq，若该样方共N幅图像，样方植被观测的平均叶倾角计算公式为： 其中，表示对N幅图像的平均叶倾角求均值； 进一步地，将MTAq代入步骤三的公式3-5可得出该样方的G函数； 步骤五：计算测点尺度有效叶面积指数， 在不考虑冠层的聚集效应时，此时计算的LAI称为有效叶面积指数LAIeff，它是真实叶面积指数LAItru与聚集指数Ω的乘积，单幅图像的有效叶面积指数LAIeffpicture通过步骤二划分的z个同心圆区域有效叶面积指数LAIeffαi取平均值计算得到，公式如下： 其中，Gθ为步骤四中计算的样方G函数； 步骤六：计算样方尺度有效叶面积指数， 样方内拍摄的多张图像是在空间上的随机采样，因此，整个样方的有效叶面积指数LAIeffquadrat由多张单幅图像LAIeffpicture平均计算得到： 其中，表示对样方中拍摄的多幅图像的有效叶面积指数求均值； 步骤七：计算聚集指数Ω， 植被冠层多为非随机分布，受聚集效应的影响，步骤六计算得到的样方LAIeff会低估真实叶面积指数LAItru值，聚集指数是表征冠层聚集程度的一个因子，能够将LAIeff校准为LAItru，通过有限长度平均法计算聚集指数Ω，公式如下： 其中，Pθ为步骤二获取的多角度间隙率，为多个间隙率的平均值，为多个间隙率对数的平均值； 步骤八：计算样方真实叶面积指数， 真实叶面积指数LAItru通过以下公式计算得到： 其中，LAIeff为步骤六计算的样方有效叶面积指数，Ω为步骤七计算的聚集指数。

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