[發明專利]一種提高半球攝影法測量葉面積指數季節變化精度的方法

有效

• 申請號: 201410685981.8
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104359462B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發明（設計）人: 劉志理;金光澤;王傳寬;王興昌;戚玉嬌
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 張偉

技術領域

本發明涉及一種提高測量葉面積指數精度的方法，具體涉及一種提高半球攝影法測量葉面積指數季節變化精度的方法，屬于森林生態技術領域。

背景技術

葉面積指數(leaf?area?index,LAI)是一種量化植被冠層結構特性的重要參數，準確地測定LAI的季節變化對了解許多森林生理生態進程(如光合、蒸騰及林冠截留降水等)的季節變異至關重要，此外，也是預測林分生長最重要的指標之一。隨著科學技術的發展，利用光學儀器法來監測森林生態系統LAI的動態變化得到廣泛關注，主要因為其方便快捷，易于獲取數據。然而，光學儀器法因其自身局限性常常存在測量誤差，因此，如何提高光學儀器法估測LAI季節變異的精度問題亟待解決。目前，提高光學儀器法的精度有兩種方法：1，校正影響光學儀器法估測LAI精度的誤差源(木質部和集聚效應)；2，建立直接法和間接法(又稱光學儀器法)間的經驗模型，再通過該模型來校正間接法測定值。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有半球攝影法因光學儀器自身局限性而存在測量誤差，使檢測得到的森林生態系統季節動態變化的LAI值精確率低的問題。

本發明的技術方案是：一種提高半球攝影法測量葉面積指數季節變化精度的方法，通過構建經驗模型得出半球攝影法測量值的校正值，所述經驗模型為y＝ax^b，其中y為各林型在葉生長期、葉穩定期和葉凋落期的LAI校正值，x為利用半球攝影法測定得到的LAI值；其中，

所述針葉林的a值范圍為：0.9448-1.1477，b值的范圍為：1.9955-2.0693；

所述闊葉林的a值范圍為：1.6988-3.034，b值的范圍為：0.6061-1.1644；

所述針闊混交林的a值范圍為：0.3468-1.6577，b值范圍為：1.8986-3.3467。

所述針闊混交林中，針葉樹木和闊葉樹木間隔布置。

所述針葉林和針闊混交林的地理位置為東經127°至130°，北緯46°至49°，所述闊葉林的地理位置為東經127°至129°，北緯44°至45°。

所述葉生長期為針葉林、針闊混交林和闊葉林所在地理位置六月份到八月份時期之間，所述葉穩定期為針葉林、針闊混交林和闊葉林所在地理位置的八月份時間，所述葉凋落期為針葉林、針闊混交林和闊葉林所在地理位置的九月份時期。

所述針葉林在葉生長期、葉穩定期和葉凋落期的a值分別為1.0092、0.9448和1.1477，b值分別為：2.0693、1.9955和2.0107；

所述闊葉林在葉生長期、葉穩定期和葉凋落期的a值分別為：1.6988、3.034和1.756，b值分別為：1.1644、0.6061和1.1409；

所述針闊混交林在葉生長期、葉穩定期和葉凋落期的a值分別為：1.6577、0.3468和1.0153，b值分別為：1.8986、3.3467和2.7025。

本發明與現有技術相比具有以下效果：本發明以針葉林，闊葉林和針闊混交林為研究對象，分別建立了葉生長期，葉穩定期和葉凋落期內直接法和間接法測定的LAI間的經驗模型。由表1和表2的測量結果比對可看出，針葉林內，在6月、8月和9月，半球攝影法測定LAI的精度分別為43％、39％、37％，經過經驗模型的校正后精度均得到明顯提高，分別達到98％、98％、97％。闊葉林內，在6月、8月和9月，半球攝影法測定LAI的精度分別為52％、49％、51％，經過經驗模型的校正后精度均得到明顯提高，分別達到97％、97％、93％。在針闊混交林，在6月、8月和9月，半球攝影法測定LAI的精度分別為34％、35％、31％，經過經驗模型的校正后精度均得到明顯提高，分別達到97％、94％、97％。結果表明，通過直接法和間接法間的經驗模型，半球攝影法能準確地測定不同森林類型LAI的季節變化，精度高于93％，本發明的方案對生態環境負面影響最低，數據精確度顯著提高，為快速、高效地測定不同森林類型LAI的季節變化奠定基礎，為后期的科學研究提供了可靠的數據保證。

具體實施方式

本發明的具體實施方式為：一種提高半球攝影法測量葉面積指數季節變化精度的方法，包括：

利用半球攝影法測定有效的LAI值，記為x；

構建經驗模型y＝ax^b；

根據經驗模型計算出校正后的LAI值。

所述針葉林的a值范圍為：0.9448-1.1477，b值的范圍為：1.9955-2.0693；