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全自動植被葉面積指數監測系統

LAINet在國際上shou次實現了葉面積指數聯網觀測，突破外商業儀器在該領域的壟斷地位。 LAINet以具有無線功能收發的光量子傳感器為基礎，實現植被透過輻射時監測并于自主研發高精度算法計得到冠層結構信息如葉面積指數、平均葉傾角聚集指以及冠層覆蓋度等。

系統組成：

LAINet由部署在野外的無線傳感器網絡節點，包括冠層下、上匯聚節點，以及太陽能供電系統組成。

應用領域：

·植被生長狀態長時間監測領域，如生態固定站、農業長期觀測站等

LAINet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，根據陰影在視場內的比例可以推算植被間隙率。而在一天之內，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（農作物、森林、草地）

針對當前葉面積指數（LAI）測量儀器主要適用于均勻植被類型的缺陷，我們開發了基于無線成像模式的葉面積指數自動測量儀器，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。當前國內外植被冠層葉面積指數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的，在植被稀少的情況下，儀器在冠層下部很難撲捉到準確的冠層透過率，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之間具有直接的關系。因此，我們設計了一種適合植被冠層非常稀疏的情況下的葉面積指數測量儀器。

全自動植被葉面積指數監測系統

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組成。

我們開發了植被圖像精細分類算法，系統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，根據植被陰影比例隨太陽天頂角變化規律，自動計算植被葉面積指數

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