[發明專利]一種植被冠層多光譜成像系統的實現方法

有效

• 申請號: 201610444381.1
• 申請日: 2016-06-20
• 公開（公告）號: CN106124049B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 鄒杰
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種植被冠層多光譜成像系統的實現方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：改造一單反相機，使其在近紅外波段成像；

步驟S2：將所述單反相機置于云臺以及三腳架上，轉動云臺至設定天頂角及方位角方向，安裝魚眼鏡頭、長焦鏡頭或定焦鏡頭，并在鏡頭上安裝濾鏡；

步驟S3：使所述單反相機在近紅外單個波段或可見光及近紅外兩個波段或多個波段成像，完成上半球方向植被冠層多光譜成像；

步驟S4：將收集的植被冠層多光譜影像進行分類；

步驟S5：以分類影像為基礎計算植被冠層木質總面積比參數、聚集指數以及太陽光合有效輻射分布；

所述植被冠層木質總面積比參數的計算以分類影像上木質組分、樹葉及天空組分的間隙率為基礎，根據比爾定律計算方法計算采樣點PAI和WAI，進而推導出采樣點植被冠層木質總面積比參數，具體計算步驟如下：

步驟S511：將天頂角方向依次劃分為9個天頂角區間，即(0°-5°)、(5°-15°)、(15°-25°)、(25°-35°)、(35°-45°)、(45°-55°)、(55°-65°)、(65°-75°)、(75°-85°)，分別統計各個分類影像上天空、樹葉、木質組分及土壤組分的像素個數，對每個天頂角區間各方位角方向分類影像上天空、樹葉、木質組分及土壤組分的像素個數累加，得到9個天頂角方向天空、樹葉、木質組分及土壤組分的像素總數；

步驟S512：各天頂角區間天空、樹葉和土壤組分的像素總和與影像像素總數的比值即為木質組分的間隙率p(θ_wi)，而天空的像素總和與影像像素總數的比值即為冠層基本組分的間隙率p(θ_pi)，各天頂角區間的有效總面積指數PAI_ei和木質面積指數WAI_ei計算方法如下：

PAI_ei＝-ln[p(θ_pi)]cos(θ_i)，W_i＝sin(θ_i)d(θ_i)

WAI_ei＝-ln[p(θ_wi)]cos(θ_i)，W_i＝sin(θ_i)d(θ_i)

式中，i為天頂角區間編碼，θ_i為天頂角；

采樣點有效總面積指數PAI_e和木質面積指數WAI_e計算方法如下：

PAIe=2Σi=19PAIeiWi]]>

WAIe=2Σi=19WAIeiWi]]>

式中，W_i為第i個天頂角區間的權重，其在9個天頂角區間的權重分別為0.0038、0.0303、0.0597、0.0873、0.1122、0.1337、0.1512、0.1640、0.2578；步驟S513：采樣點有效木質面積指數WAI_ei和總面積指數PAI_ei的比值即為采樣點植被冠層木質總面積比參數。