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全自動(dòng)植被葉面積指數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

LAINet在國(guó)際上shou次實(shí)現(xiàn)了葉面積指數(shù)聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)，突破外商業(yè)儀器在該領(lǐng)域的壟斷地位。 LAINet以具有無(wú)線功能收發(fā)的光量子傳感器為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)植被透過(guò)輻射時(shí)監(jiān)測(cè)并于自主研發(fā)高精度算法計(jì)得到冠層結(jié)構(gòu)信息如葉面積指數(shù)、平均葉傾角聚集指以及冠層覆蓋度等。

系統(tǒng)組成：

LAINet由部署在野外的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，包括冠層下、上匯聚節(jié)點(diǎn)，以及太陽(yáng)能供電系統(tǒng)組成。

應(yīng)用領(lǐng)域：

·植被生長(zhǎng)狀態(tài)長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，如生態(tài)固定站、農(nóng)業(yè)長(zhǎng)期觀測(cè)站等

LAINet的測(cè)量原理：

·植被（以森林為例）在太陽(yáng)的照射下，會(huì)在地面形成陰影，根據(jù)陰影在視場(chǎng)內(nèi)的比例可以推算植被間隙率。而在一天之內(nèi)，由于由于太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)造成太陽(yáng)入射光線的方向變化，地面投影的比例會(huì)隨著太陽(yáng)角度的變化而不同，即可以獲取多個(gè)角度的冠層間隙率。

·不同太陽(yáng)角度下的冠層陰影（上：相機(jī)在冠層上部看到圖像，相機(jī)高度29米；下：相機(jī)在冠層下部看到圖像，其中黑色部分為樹干，相機(jī)高度4.5米。）

·適用的植被類型（農(nóng)作物、森林、草地）

針對(duì)當(dāng)前葉面積指數(shù)（LAI）測(cè)量?jī)x器主要適用于均勻植被類型的缺陷，我們開(kāi)發(fā)了基于無(wú)線成像模式的葉面積指數(shù)自動(dòng)測(cè)量?jī)x器，即LAIPhoto。

LAIPhoto適用于植被生長(zhǎng)初期，植被冠層較低、空間分布非常稀疏的情況。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外植被冠層葉面積指數(shù)測(cè)量?jī)x器均是利用植被冠層對(duì)太陽(yáng)光的投射特性來(lái)估計(jì)葉面積指數(shù)的，在植被稀少的情況下，儀器在冠層下部很難撲捉到準(zhǔn)確的冠層透過(guò)率，因此，這種情況下，利用冠層透射原理來(lái)測(cè)量葉面積指數(shù)變得非常困難。但是，在植被稀疏的情況下，冠層在太陽(yáng)直射光照射下，會(huì)投下非常明顯的陰影，而冠層的陰影面積比與冠層葉面積指數(shù)之間具有直接的關(guān)系。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種適合植被冠層非常稀疏的情況下的葉面積指數(shù)測(cè)量?jī)x器。

全自動(dòng)植被葉面積指數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

LAIPhoto由部署在野外的無(wú)線成像傳感器以及無(wú)線圖像采集與傳輸系統(tǒng)組成。

我們開(kāi)發(fā)了植被圖像精細(xì)分類算法，系統(tǒng)能夠自動(dòng)提取不同光照條件下的植被冠層陰影在圖像中所占的比例，根據(jù)植被陰影比例隨太陽(yáng)天頂角變化規(guī)律，自動(dòng)計(jì)算植被葉面積指數(shù)

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