测定LAI的光学方案介绍

虽然光学法测定的叶面积指数通常需要与直接法测定的叶面积指数进行比较，但是光学法由于其方便性和有效性而经常被用于估测植被的叶面积指数，华益瑞可提供多达6种测定叶面积指数的光学方案：

一、SunScan植物冠层分析仪

SunScan植物冠层分析仪是一款简便的测量和分析冠层入射和透射光合有效辐射（PAR）的系统，提供了关于影响田间作物生长的限制因素的有价值的信息，如叶面积指数（LAI）。SunScan植物冠层分析仪不需要等待特殊的天气条件进行使用，可以在大多数光照条件下进行测量工作（但是更好是在接近中午的时候）。

特    点：

在植物冠层中测量入射和投射光量子（PAR）；

直接显示叶面积指数（LAI）；

专用BF5日照传感器参照测量直接和散射的入射光

可在阴天使用，不需要考虑特殊的天气条件；

便携，防雨和电池供电；

数据可自动采集，采样间隔时间1~24小时可选；

单独SunScan传感器可作为线性光量子传感器使用，可直接连接数据采集器使用。

SunScan探头技术规格：

Ø 探测器工作区域：1000×13mm宽，传感器间距15.6mm；

Ø 探测器光谱响应：400 ~ 700nm (PAR)；

Ø 探测器测量时间：120ms；

Ø 探测器*大读数：2500μmol.m-2.s-1；

Ø 探测器分辨率：0.3μmol. m-2.s-1；

Ø 线性度：1%；

Ø 精度：±10%；

Ø 模拟输出：1mV/μmol. m-2.s-1；

Ø 通讯端口：RS232，9针D型接口；

Ø 工作环境：IP65，0~60℃工作温度；

Ø 尺寸规格：1300mm×100 mm×130 mm；

Ø 重量：1.7Kg；

Ø 电源：4节AA碱性电池，典型情况下可以使用1年以上。

BF5日照传感器技术规格：

Ø 输出灵敏度：1mV/μmol. m-2.s-1；

Ø BF5传感器精度：总的±12%，散射±15%，PAR±10μmol. m-2.s-1；

Ø BF5工作温度：-20~+50℃（碱性电池）；-20 to + 70°C（LI电池）

Ø BF5的PAR测量范围：0~2500μmol. m-2.s-1（总的和散射）；

Ø 光谱范围：400~700nm；

Ø 电源：2节AA碱性电池，典型情况下可以使用1年以上；

Ø 输入电压：5~15V DC；

Ø BF5电缆长度：标准为5米，可选10米。

Rugged数据管理器：

Ø 显示：1/4 VGA防日光显示屏；

Ø 操作系统：Windows Mobile 6；

Ø 显示选项：a：LAI，b：PAR平均，c：所有单个传感 器数值；

Ø 工作环境：IP67，-30~+60℃，1.2米跌落高度；

Ø 电源：可充电电池，可连续使用12小时；

Ø 内存：>100MB可用；

Ø 尺寸规格：165mm×95 mm×45 mm；

Ø 重量：450g。

二、植被参数快速测量App-LAISmart

LAISmart是一款基于智能手机实现植被参数测量与科学数据远程共享的设备。LAISmart集成了GPS、光照度、姿态传感器，同步获取测量现场的图像、位置与定量分析信息，可以实现植被覆盖度、郁密度、叶面积指数的自动测量，具有体积小便携操作的特点。测量结果可以通过云服务器实现数据自动网络存储与远程共享。

产品特点：

Ø 便携：适应个人智能终端的快速发展，提供便携的植被参数测量设备。

Ø 适用性广：多角度拍摄，向上可拍密云或高大冠层；向下可拍稀疏或低矮冠层；对测量环境和光环境无要求。

Ø 云存储：与云存储无缝对接，将野外测量数据实时传输到网络。

Ø 测量连续性：只要设计好样方点便可进行连续测量。

应用领域：

Ø 智慧农业

Ø 农业遥感

Ø 生态监测

三、SS1-COM植物冠层分析仪

SS1-COM-R4 SunScan冠层分析系统是一款简便的测量和分析冠层中入射和透射光合有效辐射（PAR）的系统，提供了关于影响田间作物生长的限制因素的有价值的信息，如叶面积指数（LAI）。本系统不需要等待特殊的天气条件进行使用，可以在大多数光照条件下进行测量工作（在接近中午的时候）。

SS1-COM-R4配置上包含BF5日照传感器，用来参照测量直接和散射的入射光，提高测量精度；还含有一套无线电模块，可以无线连接Sunscan传感器和BF5日照传感器，连接距离可达约200米（无障碍可达约250米），非常适合于测量较高的冠层时使用。

特点：

Ø 可测量冠层中入射和透射光合有效辐射（PAR）；

Ø 可直接显示叶面积指数（LAI）；

Ø 阴天和晴天均可使用；

Ø 理想的表型的应用程序。

四、LAINet全自动植被叶面积指数监测系统

LAINet在国际上次实现了叶面积指数联网观测，突破外商业仪器在该领域的垄断地位。LAINet以具有无线功能收发的光量子传感器为基础，实现植被透过辐射时监测并于自主研发高精度算法计得到冠层结构信息如叶面积指数、平均叶倾角聚集指以及冠层覆盖度等。

系统组成：

Ø LAINet由部署在野外的无线传感器网络节点，包括冠层下、上汇聚节点，以及太阳能供电系统组成。

Ø 冠层上层节点必须安装在周围开阔、无遮挡的地方。一般安装在LAINet系统中太阳能供电系统支架的顶端

Ø 冠层下节点一般安装在植物*低的一层叶子之下距离地面越近越好。

Ø 将节点水平固定在支架上，将支架埋入指定地点即可

LAINet的测量原理：

植被（以森林为例）在太阳的照射下，会在地面形成阴影，根据阴影在视场内的比例可以推算植被间隙率，由于由于太阳运动造成太阳入射光线的方向变化，地面投影的比例会随着太阳角度的变化而不同，即可以获取多个角度的冠层间隙率。

五、CropPhoto作物成像分析植被生长监测系统

CropPhoto是一种植被生长可视化监测系统，尤其适用于植被生长初期，植被空间分布非常稀疏的情况。在一定情况下，仪器在冠层下部很难扑捉到准确的冠层透过率，利用冠层透射原理来测量叶面积指数变得非常困难。但是，冠层在太阳直射光照射下，会投下非常明显的阴影，阴影面积比与冠层叶面积指数之间具有直接的关系。利用这种关系可以计算叶面积指数，植被覆盖度，植被叶倾角分布函数。LAIPhoto由部署在野外的无线成像传感器以及无线图像采集与传输系统组成。

优点：

Ø 高清晰度植被图像传感器

Ø 无线图像采集系统远程实时传输

Ø 数据自动采集，减少野外数据采集成本

Ø 多植被参数同时测量，可以计算叶面积指数、覆盖度、植被物候期。

应用领域：

Ø 智慧农业、长势监测、病虫害监测、物候监测

Ø 可以实现作物覆盖度、物候期自动提取的数据获取

六、多功能物候相机PlantViewer

Ø 多种数据采集模式：提供多种数据采集的方法。包括本机保存，可以保存一年以上图像；远程传输，突破距离的限制，任意地点均可查看；近距离无线传输，解决野外插拔存储卡的问题。

Ø 多种观测模式：包括倾斜观测，适用于大场景物候观测；垂直向下观测，适用于农作物长势监测；垂直向上观测，适用于森林郁密度观测。

Ø 远程管理与控制∶用户可以远程登录查看相机的运行状态，可以远程重启相机；可以远程拷贝图像。