植物冠層分析系統(tǒng)

一、儀器介紹  

植物冠層分析系統(tǒng)用于各種高度植物冠層的研究，利用魚(yú)眼鏡頭和CCD圖像傳感器獲取植物冠層圖像，通過(guò)分析軟件，獲得植物冠層的相關(guān)指標(biāo)和參數(shù)。利用魚(yú)眼鏡頭成像測(cè)量植物冠層數(shù)據(jù)，只操作一次即可，簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)測(cè)量方法要一天定點(diǎn)多次測(cè)量的繁復(fù)工作，而且利用圖像法測(cè)量冠層可以主動(dòng)避開(kāi)不符合計(jì)算該冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)的冠層空隙部分，也可以躲開(kāi)不符合測(cè)量計(jì)算的障礙物。  
二、測(cè)試原理與方法  
植物冠層分析系統(tǒng)采用了冠層孔隙率與冠層結(jié)構(gòu)相關(guān)的原理。它是根據(jù)光線穿過(guò)介質(zhì)減弱的比爾定律，在對(duì)植物冠層定義了一系列假設(shè)前提的條件下，采用半理論半經(jīng)驗(yàn)的公式，通過(guò)冠層孔隙率的測(cè)定，計(jì)算出冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)。這是目前世界上各種冠層儀一致采用的原理。在上述原理下，植物冠層圖象分析儀采用的是對(duì)冠層下天穹半球圖像分析測(cè)量冠層孔隙率的方法，該方法是各類(lèi)方法中省力、省時(shí)、快捷方便的方法。  
三、結(jié)構(gòu)組成  
植物冠層圖像分析儀由魚(yú)眼圖像捕捉探頭（由魚(yú)眼鏡頭及CCD圖像傳感器組成）、內(nèi)置25個(gè)PAR傳感器的測(cè)量桿（搖臂）、筆記本電腦、圖像采集軟件及圖像分析軟件、高容量的可充電電池組組成。魚(yú)眼探頭安裝在一個(gè)很輕的搖臂的頂端，它可以獲取150°視角的魚(yú)眼圖像。圖像的顯示和存貯由配置的筆記本計(jì)算機(jī)完成。  
四、功能特點(diǎn)  
魚(yú)眼鏡頭可自動(dòng)保持水平狀態(tài)：專(zhuān)門(mén)為植物冠層結(jié)構(gòu)測(cè)量設(shè)計(jì)的小型魚(yú)眼攝像鏡頭安裝在手持式萬(wàn)向平衡接頭上，可自動(dòng)保持鏡頭處于水平狀態(tài)，無(wú)需三角架；  
魚(yú)眼鏡頭可以伸入至冠層中：鏡頭安裝在搖臂一端，由于小巧和帶有測(cè)量桿，可以方便地水平向前或垂直向上伸入到冠層不同高度處，快速地進(jìn)行分層測(cè)量，測(cè)出群體內(nèi)光透過(guò)率和葉面積指數(shù)垂直分布圖；  
圖像分析軟件：圖像分析軟件可以任意定義圖像分析區(qū)域（天頂角可分10區(qū)，方位角可分10區(qū)）。  
可屏蔽不合理冠層部分：對(duì)不同方向的冠層進(jìn)行區(qū)域性分析時(shí)，可以任意屏蔽地物景象和不合理的冠層部分（如缺株、邊行問(wèn)題等）。對(duì)不同天頂角起始角和終止角的選擇，可以避開(kāi)不符合計(jì)算該冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)的冠層孔隙條件，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)閾值，可以更精準(zhǔn)的測(cè)量出葉面積指數(shù)等參數(shù)；  
五、可測(cè)量指標(biāo)  

葉面積指數(shù)  
葉片平均傾角  
天空散射光透過(guò)率  
不同太陽(yáng)高度角下的植物冠層直射輻射透過(guò)率  
不同太陽(yáng)高度角下冠層的消光系數(shù)  
葉面積密度的方位分布  
六、儀器主要技術(shù)參數(shù)  
鏡頭角度：150°  
分辨率：768×494pix  
測(cè)量范圍：天頂角由0°～75°(150°魚(yú)眼鏡頭)可分割成十個(gè)區(qū)域，方位角360°亦可分割成十個(gè)區(qū)域  
PAR感應(yīng)范圍：感應(yīng)光譜400nm～700nm  
測(cè)量范圍0～2000μmol/㎡•S  
分析軟件：植物冠層分析
電源：8.4v可充電鋰電池組  
探頭尺寸：直徑6cm，高10cm  
總重量：500克(不含筆記本電腦)  
傳輸接口：USB  
工作溫度：0～55℃