[發(fā)明專利]一種適用于不同冠層高度的日光誘導(dǎo)植被熒光測量系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710894496.5
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN109580558A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐伯惠;張子陽;紀(jì)夢豪;李召良;唐榮林;吳驊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所;中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)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

一種適用于不同冠層高度的日光誘導(dǎo)植被熒光測量系統(tǒng)由硬件和軟件兩大模塊組成，其中硬件模塊由基座架、橫豎支撐桿、數(shù)據(jù)采集桿以及高性能光譜儀組成，軟件模塊由電機控制軟件和植物熒光計算軟件兩部分組成。標(biāo)準(zhǔn)白板置于數(shù)據(jù)采集桿上，由電機控制，可在水平方向上進行180度旋轉(zhuǎn)。光譜探頭置于光譜探頭固定槽上，通過步進手搖伸縮控制器控制伸縮桿的升降，來獲取不同冠層高度的植物熒光數(shù)據(jù)。將光譜探頭采集的數(shù)據(jù)輸入到植物熒光計算軟件中，可以獲得不同冠層高度的植物熒光強度。這些熒光數(shù)據(jù)可以用于植被光合作用、環(huán)境脅迫和病蟲害分析以及地表碳循環(huán)等研究工作中。該套系統(tǒng)裝置便攜式強，非常適合在野外獲取不同冠層高度的植被熒光數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于不同冠層高度的日光誘導(dǎo)植被熒光測量系統(tǒng)，配合不同的載荷觀測儀器，可以在不同高度上對植被冠層進行觀測，從而獲取不同類型植被的日光誘導(dǎo)熒光數(shù)據(jù)，可在植被生長狀況的遙感監(jiān)測中發(fā)揮重要作用。

背景技術(shù)

光合作用提供植物所有物質(zhì)代謝和能量代謝的基礎(chǔ)，它包括一系列光物理、光化學(xué)和生物化學(xué)轉(zhuǎn)變的復(fù)雜過程。在光合作用的原初反應(yīng)，將吸收光能傳遞、轉(zhuǎn)換為電能的過程中，有一部分光能損耗以較長波長的熒光方式釋放。研究和探測這種自然條件下光合作用的熒光特性有十分重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。

自然條件下的葉綠素?zé)晒夂凸夂献饔糜兄置芮械年P(guān)系。一方面，當(dāng)植物被暴露在過強的光照條件下，熒光起著十分重要的保護作用，避免葉綠體吸收光能超過光合作用的消化能力，將強光灼傷的損失降低到最小；另一方面，自然條件下葉綠素?zé)晒夂凸夂纤俾适窍嗷ヘ?fù)關(guān)聯(lián)的，光合速率較高，則熒光較弱，反之亦然。所以通過探測葉綠素?zé)晒猓梢蚤g接了解植物的光合作用。

其次，作為植物健康狀況的“探針”，自然條件下光合作用熒光特性與植物的營養(yǎng)和受脅迫程度密切相關(guān)。因此，通過植物光合作用的熒光特性探測可以了解植物的生理、生長、病害及受脅迫狀態(tài)。

同時測量太陽入射輻亮度與入射植被冠層上行的表觀輻亮度是植被熒光數(shù)據(jù)觀測的主要方法之一。然而，在以往觀測中，大多采用移動光譜儀，通過觀測目標(biāo)的改變來進行這兩組數(shù)據(jù)的分別測量。隨著植被高度與冠層復(fù)雜度的增長，目標(biāo)的切換變得十分不方便，兩組數(shù)據(jù)的同時獲取更加困難，限制了定量遙感的機理研究。因此，本發(fā)明設(shè)計了一種便攜式的適用于野外不同高度的植被熒光數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)裝置，保證測量儀器在不同高度冠層條件下觀測到的仍然是精確的植被熒光數(shù)據(jù)，這也是本發(fā)明的主要出發(fā)點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是設(shè)計一種適用于不同冠層高度的植被熒光測量系統(tǒng)，保證可以針對不同高度的植被冠層，仍然能觀測到精確的植被熒光數(shù)據(jù)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種適用于不同冠層高度的日光誘導(dǎo)植被熒光測量系統(tǒng)裝置，其特征在于：包括基座架、橫豎支撐桿、數(shù)據(jù)采集桿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(cè)180°對稱分布兩條固定槽，可以將數(shù)據(jù)線契合在支撐橫桿的固定槽中以加強連接穩(wěn)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(shè)置在可伸縮支撐豎桿的中部，通過連接內(nèi)置的設(shè)備操控線進行桿的伸縮，桿內(nèi)選用活塞搖擺行程沖氣構(gòu)造，該構(gòu)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?fàn)顟B(tài)下24小時內(nèi)升降桅桿下滑小于10mm；