[發(fā)明專利]一種作物群體光能空間分布量化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310405245.8
• 申請(qǐng)日: 2013-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN103439299A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李亞兵;韓迎春;毛樹春;范正義;王國平;馮璐;楊北方
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所
• 主分類號(hào): G01N21/59
• 分類號(hào): G01N21/59;G01N21/47
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關(guān)暢

1.一種作物群體光能空間分布量化方法，其包括以下步驟：

1）采用空間網(wǎng)格取樣方法選擇測試作物群體，并在測試作物群體冠層的縱向測試截面區(qū)域內(nèi)均勻設(shè)置測試點(diǎn)，采用PAR測試儀器對(duì)每一測試點(diǎn)的PAR進(jìn)行測試，每一測試點(diǎn)所測得的PAR包括測試點(diǎn)的透射PAR和反射PAR；

2）根據(jù)步驟1）測量得到每個(gè)測試點(diǎn)的PAR值，采用插值法求解出縱向測試截面區(qū)域內(nèi)其它待測點(diǎn)的PAR值；

3）在縱向測試截面區(qū)域內(nèi)建立坐標(biāo)系，對(duì)位于縱向測試截面區(qū)域內(nèi)的測試點(diǎn)和待測點(diǎn)的位置進(jìn)行編號(hào)生成Grid文件，Grid文件的每個(gè)元素Grid（i,j）記錄每個(gè)測試點(diǎn)或待測點(diǎn)在縱向測試截面區(qū)域中的位置，i表示測試點(diǎn)或待測點(diǎn)在縱向測試截面區(qū)域中的橫坐標(biāo)，j表示測試點(diǎn)或待測點(diǎn)在縱向測試截面區(qū)域中的縱坐標(biāo)；

4）獲取透射和反射的插值Grid文件后，利用矩陣運(yùn)算方法求取Grid文件中每一元素所對(duì)應(yīng)的光能截獲率；

5）基于求取的縱向測試截面區(qū)域中測試點(diǎn)和待測點(diǎn)的光能截獲率，對(duì)作物群體在整個(gè)測試空間區(qū)域內(nèi)的任意點(diǎn)PAR數(shù)據(jù)進(jìn)行空間插值生成空間格網(wǎng)文件，并采用多重積分法計(jì)算整個(gè)測試空間區(qū)域的體積，然后除以作物冠層的縱向測試截面區(qū)域的面積，得到群體整個(gè)光能利用效率。

2.如權(quán)利要求1所述的一種作物群體光能空間分布量化方法，其特征在于：所述縱向測試截面區(qū)域內(nèi)設(shè)置一測試框架，所述測試框架采用矩形框架，所述矩形框架的寬度為作物的行間距離，所述矩形框架的高度根據(jù)測試需要進(jìn)行設(shè)定；所述矩形框架上橫向間隔平行設(shè)置有若干橫向測試桿，每相鄰兩個(gè)橫向測試桿之間的間距相同，測試點(diǎn)根據(jù)測試需要均勻分布在每一所述橫向測試桿上。

3.如權(quán)利要求1～2任一項(xiàng)所述的一種作物群體光能空間分布量化方法，其特征在于：所述步驟2）的插值方法采用克里金插值方法。

4.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的一種作物群體光能空間分布量化方法，其特征在于：所述步驟4）中的Grid光能截獲率（i,j）=1-Grid反射PAR（i，j）-Grid透射PAR（i，j），Grid文件每一元素的光能截獲率等于1減去該元素所對(duì)應(yīng)的反射PAR再減去該元素所對(duì)應(yīng)的透射PAR。

5.一種作物群體光能空間分布量化方法，其包括以下步驟：

1）采用空間網(wǎng)格取樣方法選擇測試作物群體，并在測試作物群體冠層的縱向測試截面區(qū)域內(nèi)均勻設(shè)置測試點(diǎn)，采用PAR測試儀器對(duì)每一測試點(diǎn)的PAR進(jìn)行測試，每一測試點(diǎn)所測得的PAR包括測試點(diǎn)的透射PAR和反射PAR；

2）計(jì)算每一測試點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的PAR透射率Tr和反射率Rr；

3）根據(jù)步驟2）計(jì)算得到每個(gè)測試點(diǎn)的PAR透射率Tr和反射率Rr，采用插值法求解出縱向測試截面區(qū)域內(nèi)其它待測點(diǎn)的PAR透射率Tr和反射率Rr；

4）在縱向測試截面區(qū)域內(nèi)建立坐標(biāo)系，對(duì)位于縱向測試截面區(qū)域內(nèi)的測試點(diǎn)和待測點(diǎn)的位置進(jìn)行編號(hào)生成Grid文件，Grid文件的每個(gè)元素Grid（i,j）記錄每個(gè)測試點(diǎn)或待測點(diǎn)在縱向測試截面區(qū)域中的位置，i表示測試點(diǎn)或待測點(diǎn)在縱向測試截面區(qū)域中的橫坐標(biāo)，j表示測試點(diǎn)或待測點(diǎn)在縱向測試截面區(qū)域中的縱坐標(biāo)；

5）獲取透射和反射的插值Grid文件后，利用矩陣運(yùn)算方法求取Grid文件中每一元素所對(duì)應(yīng)的光能截獲率；

6）基于求取的縱向測試截面區(qū)域中測試點(diǎn)和待測點(diǎn)的光能截獲率，對(duì)作物群體在整個(gè)測試空間區(qū)域內(nèi)的任意點(diǎn)PAR數(shù)據(jù)進(jìn)行空間插值生成空間格網(wǎng)文件，并采用多重積分法計(jì)算整個(gè)測試空間區(qū)域的體積，然后除以作物冠層的縱向測試截面區(qū)域的面積，得到群體整個(gè)光能利用效率。

6.如權(quán)利要求5所述的一種作物群體光能空間分布量化方法，其特征在于：所述縱向測試截面區(qū)域內(nèi)設(shè)置一測試框架，所述測試框架采用矩形框架，所述矩形框架的寬度為作物的行間距離，所述矩形框架的高度根據(jù)測試需要進(jìn)行設(shè)定；所述矩形框架上橫向間隔平行設(shè)置有若干橫向測試桿，每相鄰兩個(gè)橫向測試桿之間的間距相同，測試點(diǎn)根據(jù)測試需要均勻分布在每一所述橫向測試桿上。

7.如權(quán)利要求5～6任一項(xiàng)所述的一種作物群體光能空間分布量化方法，其特征在于：所述步驟3）的插值方法采用克里金插值方法。

8.如權(quán)利要求5～7任一項(xiàng)所述的一種作物群體光能空間分布量化方法，其特征在于：所述步驟5）中的Grid光能截獲率（i,j）=1-Grid反射率Rr（i，j）-Grid透射率Tr（i，j），Grid文件每一元素的光能截獲率等于1減去該元素所對(duì)應(yīng)的PAR反射率再減去該元素所對(duì)應(yīng)的PAR透射率，即：In=1-PARt/PARI-PARr/PARI。