[發明專利]作物冠層光譜指數測量系統及方法

無效

• 申請號: 201110059665.6
• 申請日: 2011-03-11
• 公開（公告）號: CN102207452A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 李民贊;李修華;張鋒;張彥娥;鄭立華;李樹強
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G08C17/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種作物冠層光譜指數測量系統，其特征在于，包括：

測量子系統，由多個相同結構的測量單元組成，用于采集光學信號，測量該光學信號的光強之后進行處理，將處理后得到的數據發送給控制子系統，所述光學信號包括作為入射光的太陽光以及所述太陽光在作物冠層的反射光，所述處理包括放大和采樣處理；

控制子系統，用于接收來自測量子系統的數據，并利用該數據計算作物冠層的光譜反射率，再根據所述光譜反射率和嵌入在控制子系統中的用于計算作物冠層光譜指數的模型來計算光譜指數，并且顯示和存儲計算結果。

2.如權利要求1所述的作物冠層光譜指數測量系統，其特征在于，所述測量子系統的測量單元和測量單元之間通過無線通信系統傳遞數據和指令。

3.如權利要求2所述的作物冠層光譜指數測量系統，其特征在于，所述測量單元包括傳感器，傳感器包括上部和下部的共2×N個光學通道，N≥4，其中上部的N個光學通道用于測量太陽光，下部的N個光學通道用于測量作物冠層反射光，每個光學通道包括凸透鏡、濾光片、光電探測器以及外壁，所述凸透鏡、濾光片和光電探測器均位于所述外壁內。

4.如權利要求3所述作物冠層光譜指數測量系統，其特征在于，所述濾光片位于凸透鏡和光電探測器之間，所述光電探測器為光電二極管。

5.如權利要求3所述作物冠層光譜指數測量系統，其特征在于，測量太陽光的N個光學通道的表面還貼有漫射片。

6.如權利要求1所述的作物冠層光譜指數測量系統，其特征在于，所述控制子系統包括JN5139芯片。

7.如權利要求3所述的作物冠層光譜指數測量系統，其特征在于，所述傳感器還包括依次連接的信號放大電路、A/D采樣電路和射頻無線發送電路，且所述信號放大電路與所述光電探測器連接。

8.一種利用權利要求1～7任一項所述的系統進行作物冠層光譜指數測量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、利用所述測量子系統采集光學信號，測量該光學信號的光強之后進行處理，將處理后得到的數據發送給控制子系統，所述光學信號包括作為入射光的太陽光以及所述太陽光在作物冠層的反射光，所述處理包括放大和采樣處理；

S2、利用同一波長通道的反射光光強和太陽光光強之比，計算作物冠層的光譜反射率：

其中，λ＝λ_i，i＝1，......N，N≥4，且為正整數；

S3、根據所述光譜反射率和控制子系統內嵌的用于計算作物冠層光譜指數的模型計算光譜指數，并且顯示和存儲計算結果。

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述模型為：

XVI=a0+Σi=1Nairλi]]>

XVI為光譜指數，a_i表示計算系數，r_λi為第i個波長的光譜反射率。

10.如權利要求8所述的方法，其特征在于，在4個波段分別采集所述太陽光和反射光，所述4個波段的中心波長分別為550nm、650nm、766nm以及850nm。