研究目的
开发并验证一种利用航拍影像对容器苗圃植物进行库存管理的计数算法，重点研究不同植物类型的分类方法，并评估影响计数准确性的因素。
研究成果
所开发的算法能从航拍图像中高精度（多数情况下超过94%）估算容器苗圃植物数量。关键发现包括：容器间距及其与地面覆盖物的交互作用对精度有显著影响，而飞行高度影响甚微。该算法在稀疏种植区及不同植物形态、开花阶段均表现良好，展现出用于实际苗圃库存管理的稳健性。未来工作应聚焦于提升不同条件下的泛化能力并开发商业应用。
研究不足
该研究仅限于特定植物类型及背景（黑色布料和砾石），限制了其推广至其他物种或条件的普适性。由于光照条件恒定，未进行图像归一化处理，这可能影响不同光照环境下的可靠性。当冠层重叠且形状不规则时，算法性能会下降，且部分分割方法需要主观参数设置。未来工作应解决不同光照条件问题，并开发更具普适性的方法。
1：实验设计与方法选择：
研究采用多种平台（关节臂、无人机）在不同高度采集盆栽苗圃植物的航拍图像。开发了图像分割方法（绿色和黄色植物采用植被指数阈值法，开花植物采用支持向量机法）以分离植物与背景。基于冠层面积映射的计数算法通过MATLAB实现，利用感兴趣区域外的训练植株估算平均冠层面积并推算植株数量。
2：样本选择与数据来源：
使用四个数据集：数据集1（多年生花生）评估图像分辨率和植株间距的影响；数据集2（多年生花生）评估部分填充区块；数据集3（Fire Chief™侧柏）考察高度、间距和地被植物影响；数据集4（刺柏和玫瑰）测试算法对不同形态及花期的稳定性。所选植株具有典型观赏特性并在商业生产环境中培育。
3：实验设备与材料清单：
设备包括800AJ关节臂（JLG工业公司）、Bil-Jax 3632T升降平台（Haulotte集团）、多旋翼无人机、相机（佳能EOS 5D Mark II、索尼NEX-5n、索尼Alpha NEX-7）、容器（Nursery Supplies® C200花盆、#3黑色聚乙烯容器）、地被材料（黑色聚丙烯布、砾石）及软件（MATLAB 2013b、LIBSVM、JMP Pro 12）。
4：5n、索尼Alpha NEX-7）、容器（Nursery Supplies® C200花盆、#3黑色聚乙烯容器）、地被材料（黑色聚丙烯布、砾石）及软件（MATLAB 2013b、LIBSVM、JMP Pro 12）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：在指定高度和位置拍摄图像，通过铅垂线调整对齐。植株按不同间距和密度网格排列。各数据集图像经预处理（中值滤波、对比度增强）、定制化分割方法和后处理（腐蚀、膨胀）。计数算法从训练植株计算平均冠层面积并应用于目标区域估算植株数量。
5：数据分析方法：
分类准确性通过假阴性和假阳性率评估。计数准确性通过算法计数与人工计数的对比评估总体准确率。统计分析采用三因素方差分析和Tukey HSD检验评估间距、背景等因素对准确性的影响。
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Camera
EOS 5D Mark II
Canon
Capturing high-resolution images for dataset 1
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Articulated Boom
800AJ
JLG Industries, Inc.
Platform for collecting aerial images at fixed heights
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NEX-5n
Sony
Mounted on UAV for capturing color digital images
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Alpha NEX-7
Sony
Used for image collection in dataset 4
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Boom Lift
3632T
Bil-Jax (Haulotte Group)
Fixed platform for image collection at 12 m height
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Container
C200
Nursery Supplies
Holding plants for experiments
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Container
#3 black polyethylene
Used for Fire ChiefTM arborvitae in dataset 3
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Ground Cover
Lumite, Inc.
Black polypropylene fabric for background in experiments
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MATLAB 2013b
MathWorks
Development and implementation of counting algorithm
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LIBSVM
Support vector machine tool for image classification
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JMP Pro 12
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Statistical analysis including ANOVA and Tukey HSD tests
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