[發(fā)明專利]一種新型的葉面積指數(shù)儀及其葉面積指數(shù)測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110275210.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112857269A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇宏新;謝賢勝;祝曉光;劉東方
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南寧師范大學(xué);北京天航華創(chuàng)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/28
• 分類號(hào): G01B11/28;G01C11/04;G01S19/14;G08C17/02
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 宋紅賓

1.一種新型的葉面積指數(shù)儀，其特征在于：包括魚(yú)眼鏡頭、攝像模組、數(shù)據(jù)采集器、圖像分析模塊和供電模塊；所述魚(yú)眼鏡頭和攝像模組分別與數(shù)據(jù)采集器連接，所述數(shù)據(jù)采集器與圖像分析模塊通過(guò)GPRS通訊連接，所述供電模塊為太陽(yáng)能電池板，并與電池組連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的葉面積指數(shù)儀，其特征在于：所述供電模塊中太陽(yáng)能電池板與電池組連接，所述電池組分別與魚(yú)眼鏡頭、攝像模組、數(shù)據(jù)采集器連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型的葉面積指數(shù)儀，其特征在于：所述電池組配置有電源管理模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型的葉面積指數(shù)儀，其特征在于：所述葉面積指數(shù)儀還包括GPRS通訊模塊，以使數(shù)據(jù)采集器與圖像分析模塊通過(guò)GPRS通訊模塊傳送半球數(shù)字圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型的葉面積指數(shù)儀，其特征在于：所述葉面積指數(shù)儀還包括相互配合連接的鋁合金外殼和鏡頭防護(hù)罩，所述魚(yú)眼鏡頭、GPRS通訊模塊、電源管理模塊、電池組、數(shù)據(jù)采集器均設(shè)置在鋁合金外殼內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型的葉面積指數(shù)儀，其特征在于：所述鏡頭防護(hù)罩上端設(shè)有水平儀。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新型的葉面積指數(shù)儀，其特征在于：所述鋁合金外殼下端設(shè)有可拆卸不銹鋼支架，所述太陽(yáng)能電池板固定在不銹鋼支架上。

8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的新型的葉面積指數(shù)儀的葉面積指數(shù)測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：通過(guò)數(shù)據(jù)采集器控制魚(yú)眼鏡頭和攝像模組，定時(shí)自動(dòng)獲取植物冠層的半球數(shù)字圖像；

S2：數(shù)據(jù)采集器將所述圖像通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到圖像分析模塊；

S3：圖像分析模塊基于冠層輻射傳輸理論對(duì)冠層圖像進(jìn)行分析，計(jì)算太陽(yáng)輻射透過(guò)系數(shù)、冠層孔隙大小、間隙率參數(shù)等，進(jìn)而推算有效葉面積指數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的葉面積指數(shù)測(cè)量方法，其特征在于：所述步驟S3具體包括：

基于國(guó)際通用的比爾定律(Lambert-Beer定律)從冠層圖像中提取冠層孔隙度，然后依據(jù)葉面積指數(shù)反演模型來(lái)計(jì)算葉面積指數(shù)；其基本原理為：通過(guò)獲取的冠層圖像，提取冠層的孔隙度，進(jìn)而利用孔隙度、葉面積指數(shù)和冠層結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型來(lái)計(jì)算葉面積指數(shù)；設(shè)儀器從圖像中提取出來(lái)的冠層孔隙度為P(θ)，則有：

P(θ)表示某天頂角下的冠層孔隙度，G(θ)為某天頂角下的投影函數(shù)，它表示視角為θ下的單位葉片的投影面積，LAI為葉面積指數(shù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的葉面積指數(shù)測(cè)量方法，其特征在于：在所述步驟S2中，所述手機(jī)或電腦端與圖像分析模塊連接。