全自動LAINet葉面積指數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)

系統(tǒng)組成：

LAINet由部署在野外的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，包括冠層下、上匯聚節(jié)點，以及太陽能供電系統(tǒng)組成。

冠層上層節(jié)點必須安裝在周圍開闊、無遮擋的地方。一般安裝在LAINet系統(tǒng)中太陽能供電系統(tǒng)支架的頂端

冠層下節(jié)點一般安裝在植物*低的一層葉子之下距離地面越近越好。

將節(jié)點水平固定在支架上，將支架埋入地點即可

安裝建議

布點原則及注意事項

布設(shè)原則：30*30樣方內(nèi)布置一到三個節(jié)點即可；大面積可根據(jù)實際情況劃分為小樣方按照以上原則布設(shè)

建議垂直于壟或者成45度角

更具體的布設(shè)方案可以結(jié)合樣地實際情況并參考寒旱所和遙地所起草的《葉面積指數(shù)遙感產(chǎn)品真實性檢驗標(biāo)準(zhǔn)》進行制定

應(yīng)用領(lǐng)域：

·植被生長狀態(tài)長時間監(jiān)測領(lǐng)域，如生態(tài)固定站、農(nóng)業(yè)長期觀測站等

全自動LAINet葉面積指數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的測量原理：

·植被（以森林為例）在太陽的照射下，會在地面形成陰影，根據(jù)陰影在視場內(nèi)的比例可以推算植被間隙率。而在**之內(nèi)，由于由于太陽運動造成太陽入射光線的方向變化，地面投影的比例會隨著太陽角度的變化而不同，即可以獲取多個角度的冠層間隙率。

·不同太陽角度下的冠層陰影（上：相機在冠層上部看到圖像，相機高度29米；下：相機在冠層下部看到圖像，其中黑色部分為樹干，相機高度4.5米。）

·適用的植被類型（農(nóng)作物、森林、草地）。

針對當(dāng)前葉面積指數(shù)（LAI）測量儀器主要適用于均勻植被類型的缺陷，我們開發(fā)了基于無線成像模式的葉面積指數(shù)自動測量儀器，即LAIPhoto。

LAIPhoto適用于植被生長初期，植被冠層較低、空間分布非常稀疏的情況。當(dāng)前國內(nèi)外植被冠層葉面積指數(shù)測量儀器均是利用植被冠層對太陽光的投射特性來估計葉面積指數(shù)的，在植被**的情況下，儀器在冠層下部很難撲捉到準(zhǔn)確的冠層透過率，因此，這種情況下，利用冠層透射原理來測量葉面積指數(shù)變得非常困難。但是，在植被稀疏的情況下，冠層在太陽直射光照射下，會投下非常明顯的陰影，而冠層的陰影面積比與冠層葉面積指數(shù)之間具有直接的關(guān)系。因此，我們設(shè)計了一種適合植被冠層非常稀疏的情況下的葉面積指數(shù)測量儀器。

LAIPhoto由部署在野外的無線成像傳感器以及無線圖像采集與傳輸系統(tǒng)組成。

我們開發(fā)了植被圖像精細分類算法，系統(tǒng)能夠自動提取不同光照條件下的植被冠層陰影在圖像中所占的比例，根據(jù)植被陰影比例隨太陽天頂角變化規(guī)律，自動計算植被葉面積指數(shù)。