[發明專利]一種適用于不同冠層高度的日光誘導植被熒光測量系統

在審

• 申請號: 201710894496.5
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN109580558A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 唐伯惠;張子陽;紀夢豪;李召良;唐榮林;吳驊
• 申請（專利權）人: 中國科學院地理科學與資源研究所;中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種適用于不同冠層高度的日光誘導植被熒光測量系統，其特征在于：包括基座架、橫豎支撐桿、數據采集桿、高性能光譜儀以及電機控制軟件和植物熒光計算軟件，其中：

所述的基座架是由航空鋁管包裹的合成塑料制成，填充材料為POLYMSJ合成的最輕塑料；

所述的橫豎支撐桿包括固定支撐橫桿、可伸縮支撐豎桿以及步進手搖伸縮控制器，固定支撐橫桿為呈直角分布的兩段桿體焊接而成，桿體兩側180°對稱分布兩條固定槽，可以將數據線契合在支撐橫桿的固定槽中以加強連接穩定性；可伸縮支撐豎桿可以通過控制螺絲緊扣在基座架正中間，步進手搖伸縮控制器設置在可伸縮支撐豎桿的中部，通過連接內置的設備操控線進行桿的伸縮，桿內選用活塞搖擺行程沖氣構造，該構造中的活塞選用高強度含石墨的聚四氟乙烯材料，桿體和桿體之間有橡膠密封圈進行密封，停止狀態下24小時內升降桅桿下滑小于10mm；

所述的數據采集桿包括光譜儀探頭固定器、標準白板轉動電機，光譜探頭固定器由固定槽與固定板兩部分組成，固定槽可以架設在具有孔洞的固定板上，固定板是一個具有孔洞的鏟形合金版，手柄處通過兩顆螺絲固定于支撐橫桿上，鏟頭處孔洞與固定槽契合，固定槽可以正好安置于此處，且通過孔洞旁的固定螺孔固定，標準白板轉動電機頂端是一塊合金固定板，通過兩顆螺絲固定在支撐橫桿上，電機下方是轉動桿，前端連接標準白板槽，電機轉動桿長度與光譜探頭固定器契合，當轉動電機靜止時，白板槽中心正好對準光譜探頭固定槽中心；

所述的高性能光譜儀：光譜范圍是640-790nm，光譜分辨率是0.3nm，配置10μm狹縫，信噪比是1000:1，用于測量標準白板反射的太陽輻射亮度和植被冠層反射的太陽輻射亮度數據；

所述的電機控制軟件：負責給電機發動指令，控制標準白板的水平旋轉以及旋轉的時間間隔；

所述的植物熒光計算軟件：負責植物熒光的計算，根據測量的輻照度與輻亮度數據，計算出植物熒光的強度，具體過程如下：

根據下面的方程式(1)，利用測量的輻照度與輻亮度數據計算植物熒光強度：

(1)

式中，、和分別為夫瑯和費譜線內波段的波長以及兩個夫瑯和費譜線外波段的波長，和分別為夫瑯和費譜線兩側波段的輻射亮度，和分別為夫瑯和費譜線兩側波段的輻照度，和分別為夫瑯和費譜線內波段的輻射亮度和輻照度，和分別為兩個夫瑯和費譜線外波段的權重：

(2)。

2.根據權利要求1所述的一種適用于不同冠層高度的日光誘導植被熒光測量系統，其特征在于：基座架由三條扁口型中空支撐腿以及中央固定器連接組成，每條支撐腿底部100mm處設置有加固地針，地針長300mm，搬運時可以沿著支撐腿支撐方向旋轉收至支撐腿內側，使用時可以展開插入土地，加固基座架支撐作用，中央固定器為帶孔合金環帶，孔位以120°為間隔分布于合金環帶正中，用于固定橫豎支撐桿。

3.根據權利要求1所述的一種適用于不同冠層高度的日光誘導植被熒光測量系統，其特征在于：固定支撐橫桿由1米長柱形中空桿與0.6米長柱形中空桿成90°焊接而成，桿體連接附近有螺孔，加固斜杠通過螺孔分別連接于桿體兩側，形成穩定三角形，整個裝置通過短桿插入可伸縮豎桿最上一節來固定，短桿桿體上呈180°對稱分布兩排固定槽，與可伸縮豎桿的固定槽對應。

4.根據權利要求1所述的一種適用于不同冠層高度的日光誘導植被熒光測量系統，其特征在于：可伸縮支撐豎桿為2.0米長的三節柱狀升縮桿，步進手搖伸縮控制器設置在可伸縮桿的中部，通過連接內置的設備操控線進行桿的伸縮，桿內選用活塞搖擺行程沖氣構造，頂端的一節桿體內，呈180°對稱分布兩排固定槽，用于固定支撐橫桿，防止橫桿轉動。

5.根據權利要求1所述的一種適用于不同冠層高度的日光誘導植被熒光測量系統，其特征在于：光譜探頭固定槽為一直筒狀方沿合金器，其底部中心開有4mm小孔，可以固定在固定板上，直筒內可以放置植物熒光光譜儀探頭。

6.根據權利要求1所述的一種適用于不同冠層高度的日光誘導植被熒光測量系統，其特征在于：標準白板轉動電機組由轉動電機、固定合金片、轉動杠桿以及標準白板放置槽構成，轉動杠桿以轉動電機軸心為圓心，可以進行0-180°的水平旋轉，用于改變光譜探頭內的觀測目標，從而可以根據太陽下行輻射計算熒光數據。