植物冠层图像分析系统

一、仪器介绍  

植物冠层图像分析系统用于各种高度植物冠层的研究，利用鱼眼镜头和CCD图像传感器获取植物冠层图像，通过专用分析软件，获得植物冠层的相关指标和参数。利用鱼眼镜头成像测量植物冠层数据，只操作一次即可，简化了传统测量方法要一天定点多次测量的繁复工作，而且利用图像法测量冠层可以主动避开不符合计算该冠层结构参数的冠层空隙部分，也可以躲开不符合测量计算的障碍物。  

二、测试原理与方法  

植物冠层图像分析系统采用了冠层孔隙率与冠层结构相关的原理。它是根据光线穿过介质减弱的比尔定律，在对植物冠层定义了一系列假设前提的条件下，采用半理论半经验的公式，通过冠层孔隙率的测定，计算出冠层结构参数。这是目前世界上各种冠层仪一致采用的原理。在上述原理下，植物冠层图象分析仪采用的是对冠层下天穹半球图像分析测量冠层孔隙率的方法，该方法是各类方法中最精确和最省力、省时、快捷方便的方法。  

三、结构组成  

植物冠层图像分析仪由鱼眼图像捕捉探头（由鱼眼镜头及CCD图像传感器组成）、内置25个PAR传感器的测量杆（摇臂）、笔记本电脑、图像采集软件及图像分析软件、高容量的可充电电池组组成。鱼眼探头安装在一个很轻的摇臂的顶端，它可以获取150°视角的鱼眼图像。图像的显示和存贮由配置的笔记本计算机完成。  

四、功能特点  

鱼眼镜头可自动保持水平状态：专门为植物冠层结构测量设计的小型鱼眼摄像镜头安装在手持式万向平衡接头上，可自动保持镜头处于水平状态，无需三角架；  

鱼眼镜头可以伸入至冠层中：镜头安装在摇臂一端，由于小巧和带有测量杆，可以方便地水平向前或垂直向上伸入到冠层不同高度处，快速地进行分层测量，测出群体内光透过率和叶面积指数垂直分布图；  

图像分析软件：图像分析软件可以任意定义图像分析区域（天顶角可分10区，方位角可分10区）。  

可屏蔽不合理冠层部分：对不同方向的冠层进行区域性分析时，可以任意屏蔽地物景象和不合理的冠层部分（如缺株、边行问题等）。对不同天顶角起始角和终止角的选择，可以避开不符合计算该冠层结构参数的冠层孔隙条件，通过手动调节阈值，可以更准的测量出叶面积指数等参数； 

五、可测量指标  

叶面积指数  

叶片平均倾角  

天空散射光透过率  

不同太阳高度角下的植物冠层直射辐射透过率  

不同太阳高度角下冠层的消光系数  

叶面积密度的方位分布  

六、仪器主要技术参数  

镜头角度：150°  

分辨率：768×494pix  

测量范围：天顶角由0°～75°(150°鱼眼镜头)可分割成十个区域，方位角360°亦可分割成十个区域  

PAR感应范围：感应光谱400nm～700nm  

测量范围0～2000μmol/㎡•S  

分析软件：植物冠层分析系统  

电源：8.4v可充电锂电池组  

探头尺寸：直径6cm，高10cm  

总重量：500克(不含笔记本电脑)  

传输接口：USB  

工作温度：0～55℃