棉花冠层结构测定方式探索
基于高光谱数据的棉花冠层FPAR和LAI的估算研究
Est ima t in g of Cot t on Can opy Fract ion of Photosyn t het ica lly Act ive Ra diat ion an d Leaf Area In dex Ba sed on Hyper spectr al Remote Sen sin g Da ta
3
α = 1 % , n = 70) , 估算精度 为 ,
82. 4 % , 与反射光谱 758 nm 估测 LA I 的精度接近 。结果表明 ,棉花冠层光谱数据可以对光合 有效辐射截获量 FPA R 和 LA I 进行实时 、 无损 、 动态 、 定量的估算 。 关键词 : 棉花冠层 ;高光谱 ; F PAR ;LA I ;估算研究 中图分类号 :S562. 01 文献标识码 :A 文章编号 :100227807 (2009) 0520388206
ZHAO Peng2j u , WAN G Deng2wei 3 , HUAN G Chun2yan , MA Qi n2jian
( Key L abora tor y of O as is Ecol og y A g ricul t u re o f Xi n j i an g B i ng t ua n/ Col leg e o f A g ro no my , S hi2 hezi U ni versi t y , S hi hezi , Xi n j i an g 8tract : Utilizi ng a quant um sensor a nd non2imagi ng hyperspect ral spect romete r , 2 cott on culti vars 4 level densi ties plant ing , i n nort h Xi njia ng , m ulti2t emporal ca nopy hyperspect ral dat a and photosyn2 t het ically act ive radiation dat a at cot ton key growi ng sta ges we re reoorded , and m ulti vari at e regres sion anal ysi s met hod was used to anal yze t he cor relat ed relationship bet ween reflectance and cot ton canopy F PA R , LA I , re spect ively. The resul t s s howed t hat t he maxi mum correl at io n coefficie nt s between hy2 perspect ral dat a and F PAR , LA I occurred at 813 nm , 758 nm wa velengt h ,respecti vel y ; base d on t he li nea r regres sion equation bet ween refl ecta nce spect rum ρ 813 and ρ 758 and FPAR , L A I , re spect ively , t hei r correlation coeffici ent s were si gnificant bet ween meas ured FPA R a nd est imat ed FPAR , mea sured LA I a nd esti mated LA I ( r FPA R = 0. 7199 3
不同冠层结构对棉花叶片生理特性的影响
的主茎叶 SOD 活性显著高于去叶枝群体,其他时期不太显著,而在棉花果枝叶中各种处理变化基本一致,先
升高后降低,但不同生育时期矮株型群体果枝叶的 SOD 活性显著高于高株型和高矮 相 间 群 体;在 不 同 生 育
8月
叶绿素 a+b 含 量 自 花 铃 期 至 始 絮 期 呈 现 先 升 高 后
群体主茎叶叶绿素 a+b 含量显著高于留叶枝群体,
棉花 花 铃 期 和 始 絮 期,高 株 型 群 体 果 枝 叶 的 叶 绿 素
初)显 著 高 于 去 叶 枝 群 体,之 后 则 表 现 相 反,去 叶 枝
而高株型群体叶绿素含量则显著高于矮株型和高矮
POD)活 性 测
[
4]
定采用愈创木酚比色法 。
能力 的 强 弱,在 适 宜 的 生 长 环 境 下 叶 绿 素 含 量 越 高
叶片 的 光 合 能 力 越 强,从 而 可 以 转 化 光 能 积 累 更 多
的有机物。
表 1 主茎叶叶绿素 a+b 含量差异
07
26
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13
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T1
· 68 ·
/b 含量比值自花铃期至 始 絮 期 呈 先 升 高 后 降 低 再
a
/b 含 量 比 值 自 花
升高趋势,留叶 枝 主 茎 叶 叶 绿 素 a
铃期 至 始 絮 期 呈 先 降 低 后 升 高 趋 势,对 数 据 进 行 分
/b
析发现,在不 同 时 期 留 叶 枝 群 体 主 茎 叶 叶 绿 素 a
报告[
群体冠层结构对棉花光合特性及产量性状的影响效应研究
群体冠层结构对棉花光合特性及产量性状的影响效应研究成国鹏;孙红春;张永江;刘连涛;王曼;李存东【期刊名称】《河北农业大学学报》【年(卷),期】2015(038)004【摘要】以‘硕杂棉2号’为试验材料,通过化控技术和分期打顶结合的方式塑造出矮冠层(L)、波浪冠层(W,高矮相间)和高冠层(H)3个不同冠层结构的处理,研究各处理的透光率、群体光合速率、干物质积累、烂铃率和产量等.结果表明:在生育中后期,L和H冠层结构的中下层透光率显著低于W冠层;W冠层干物质积累总量比L高13.52％,其中营养器官比L冠层高20.87％,比H冠层低7.95％,生殖器官比L 冠层高15.34％,比H冠层高10.43％;烂铃率与脱落率W冠层处于L冠层和H冠层中间水平;单铃重W冠层比L和H冠层高7.91％和8.10 ％;W冠层的产量略高于L,比H冠层提高12.08％.说明波浪冠层(W)棉花冠层结构的中下部由于获得更多的光照,降低群体烂铃率和脱落率,提高全株光合产物的积累,最终促进了棉花的生殖生长,获得较高产量.【总页数】7页(P1-7)【作者】成国鹏;孙红春;张永江;刘连涛;王曼;李存东【作者单位】河北农业大学农学院/河北省作物生长调控重点实验室,河北保定071000;河北农业大学农学院/河北省作物生长调控重点实验室,河北保定071000;河北农业大学农学院/河北省作物生长调控重点实验室,河北保定071000;河北农业大学农学院/河北省作物生长调控重点实验室,河北保定071000;河北农业大学农学院/河北省作物生长调控重点实验室,河北保定071000;河北农业大学农学院/河北省作物生长调控重点实验室,河北保定071000【正文语种】中文【中图分类】S562.01【相关文献】1.奶花芸豆群体冠层结构特征及产量性状研究 [J], 蒋桂英;刘建国;李英贤;冯玉龙2.紫花苜蓿群体冠层结构和产量性状的研究 [J], 李源;高洪文;王赞;孙桂枝3.紫花苜蓿群体冠层结构和产量性状的研究 [J], 李源;高洪文;王赞;孙桂枝4.棉花群体冠层结构及光合特性与产量关系的研究 [J], 赵中华;刘德章5.玉米群体冠层结构与光合特性的研究进展 [J], 张佳麒因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
实验六 植物冠层分析仪测量原理与使用方法
实验六植物冠层分析仪测量原理与使用方法【实验目的】通过本实验使学生了解叶面积指数这一重要生态系统结构与功能参数，掌握目前国际上流行的叶面积指数测定仪器——植物冠层分析仪的使用方法，并以灌木林为例，在老师的指导下分组具体测定灌木林地叶面积指数。
【实验原理】叶面积指数（Leaf Area Index，LAI）是一个重要的生态系统结构参数，定义为某一树木或林分的叶片在地面上投影的总面积。
叶面积指数不仅直接反映植物的生长状况，而且影响着植物的许多生物、物理过程，如光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、碳氮循环和降水截获等。
由于叶面积的指数是一个很好反映植物对于环境变化响应的指标，又与植被的光合作用、蒸腾作用、水分利用及净初级生产力、碳氮循环直接相关，特别是在研究植被生产力与遥感数据的关系模型方面，叶面积指数显示了巨大的应用前景，因此，叶面积指数的快速和准确测定显得十分重要。
LAI是研究从叶片水平推移到森林冠层的重要参数，是一个无量纲、随着叶子数量的变化而变化的参数。
LAI值变化范围：针叶林的为0.6～16.9；落叶林为6～8；年收获的作物为2～4；绝大部分生物群系为3～19。
LAI测量方法包括直接测量法和间接测量法。
直接测量法通过先测定所有叶片的叶面积，再计算LAI，叶面积测量方法有求积仪测定法、称重法、方格计算法、排水法、经验公式计算法、异速生长法等。
其中常用的有利用叶片形状的标准形状法、根据叶面积与叶重之间关系的称重法以及利用叶面积与胸径的回归关系推算叶面积的易速生长法。
因要剪下全部待测叶片，直接测量多数属于毁坏性测量，或至少会干扰冠层，叶片角度的分布，从而影响数据的质量，直接测量法费时、费力。
间接测量法，利用冠层结构与冠层内辐射与环境的相互作用这一可定量耦合关系，通过测定辐射的相关数据推断冠层的结构特征，具体有顶视法和底视法。
间接测量法可以避免直接测量法所造成的大规模破坏植被的缺点，不受时间的限制，获取数据量大，仪器容易操作，方便快捷，还可以测定一年中森林冠层LAI的季节变化。
基于棉花冠层干旱胁迫的遥感监测研究
基于棉花冠层干旱胁迫的遥感监测研究摘要：对棉花冠层逆境相关指标的研究在希腊中部利用生长季节布置裂区实验。
实验设置三个灌水水平和三个施肥梯度，设置三个重复。
灌水直接影响棉花叶片内部同位素变化和产量。
不同施肥水平对棉花产量影响不显著，在不同灌水水平下棉花冠层植被指数与产量相关性高。
冠层反射率以及逆境下相关指标与植被指数和产量有相关性。
表明，在生长季节可用遥感监测评价干旱胁迫程度。
这种技术应用在野外旱情监测可以指导在半干旱地区农作物生产中灌水需求。
关键词：产量，卫星遥感，稳定性同位素，氮素，肥料，归一化植被指数，干旱【引言】在季节性变化影响作物健康和活力的作物管理措施中，需要获得准确，及时，廉价的空间和时间数据。
在可见光和近红外区域通过飞机或卫星影像提取冠层反射率，随后这些数据被计算换算成归一化植被指数NDVI等指标。
归一化植被指数与冠层叶面积指数和光合速率相关，在谷类作物中冠层反射率和归一化植被指数与生物量相关(Yang and Everitt 2000; Pinter et al. 2003)。
卫星影像植被指数也被用于棉花估产，然而这些相关指标在棉花中后期产量监测中受到限制(Thomassonet al. 2001)。
Wiegand et al. (1991)获得基于卫星的植被指数与棉花结铃数的线性关系。
Thomasson et al. (2001)称热红外数据与棉花产量有很强的相关性，在生育期内更强。
可移动式地面传感器是一种新兴的技术，克服了许多卫星和航空遥感系统的限制。
(Bausch and Delgado 2003)。
尽管高空平台可提供迅速、大面积的光谱信息，但是这些信息不可随时去实施决策管理。
这是因为高空传感器数据受天气、重新访问频率、土壤反射率干扰的制约。
近来先进的地面传感器规避了云层覆盖和每天测量时间限制等问题(i.e.,natural illumination and shadows)。
运用植物冠层温度测量仪研究冠层结构与果实品质的关系
运用植物冠层温度测量仪研究冠层结构与果实品质的关系对于果农而言，不仅需要关注果园种植的产量，还需要关心果实的品质，因为这两点都是与果树栽培的实际收益相关的，而要实现果实品质好产量高的目标，就需要明确有哪些因素与它们相关，因此运用植物冠层温度测量仪研究冠层结构与果实品质的关系，可以帮助采用科学的措施来提高果实的品质，实现果实栽培更大的经济价值。
在我国大多数的梨树种植地区，都是用过梨树整形来提高产量的，但是却忽视了果树冠层结构对于果实品质的影响，所以实际导致的结果就是由于树冠通风透光条件差，产量徘徊不前和果实品质低劣。
因此为了对这一情况进行改善，人们利用植物冠层温度测量仪研究冠层结构与果实品质的关系，希望能够为果树整形和修建研究提供理论或技术依据。
试验中采用的梨品种为水平台阶式丰水梨，七年生，对照果为普通果园，疏散分层形。
应用植物冠层温度测量仪研究了梨树树形的冠层结构特点，分析了与其品质的关系，分析的内容包括树体结构分析、冠层分析、果实品质分析。
分析研究结果表明，水平台阶式丰水梨的冠层开度、树冠下散射光量子通量密度。
平均也倾角均显著高于疏散分层形；树冠下直射光合光量子通量密度与总光合光量子通量密度分别是疏散分层形的1.83和1.76倍。
因此，与大冠疏散分层相比，水平台阶式树形层次分明，冠层开度大、冠层总光合光量子通量密度高以及良好的树体结构、营养枝总长可能是水平台阶式梨果实品质优的原因。
托普云农植物冠层温度测量仪可广泛应用于农业生产和农业科研，为进行冠层光能资源调查，测量植物冠层中光线的拦截，研究作物的生长发育、产量品质与光能利用间的关系，本仪器用于400nm－700nm波段内的光合有效辐射（PAR）测量、记录,测量值的单位是平方米•秒上的微摩尔（μmols-1m-2）。
植物冠层温度测量仪，植物冠层分析仪特点:1.测量方式分为自动和手动两种。
自动测量时间间隔最小1分钟，自动测量次数最大99次，手动测量根据实际需要手动采集2.仪器将显示屏、操作按键、存储SD卡及测量探杆一体化设计，操作简单，体积小，携带方便3.具有自动休眠功能4.存储介质采用SD卡，存储容量大，数据管理方便植物冠层温度测量仪，植物冠层分析仪主要技术参数:1、测量范围：0-2700μmol m-2s-12、分辨率：1μmol m-2s-1自动采集次数：1-99次数据存储容量：2GB（标配SD卡）仪器总长度：75cm探杆长度：50cm准确度：<测量值的±5%±1个字（相对于NIM标准）自动采集间隔：可选1-99分钟电源：2节5号电池工作环境：0°C-60°C；100%相对湿度稳定性：一年内变化＜±2%相对差度（谱响应）：＜10%（对植冠）精度：<测量值的±0.5%±1个字植物生理其他仪器：植物营养测定仪、叶绿素测定仪、根系分析系统、叶面积测定仪、光合作用测定仪、果蔬呼吸测定仪、植物冠层分析仪、茎秆强度测定仪、植物病害检测仪、植物水势仪、树木无损检测探伤仪。
新疆杂交棉超高产冠层结构特征及群体光合性能研究
新疆杂交棉超高产冠层结构特征及群体光合性能研究杜明伟;姚炎帝;罗宏海;张旺锋;谭永江;汪裕中;夏东利【期刊名称】《新疆农业科学》【年(卷),期】2008(045)0z2【摘要】在田间自然条件下,以标杂A1为研究对象,测定了超高产条件下杂交棉冠层不同层次的叶面积配置、叶倾角变化和光分布等冠层结构特性,以及不同层次叶片叶绿素SPAD值、光合速率和光合物质累积与分配等物质生产特征.结果表明,超高产条件下标杂A1叶面积指数高,冠层中部有较好的透光性,底部漏光损失较小,群体光分布较均匀.棉花初花期至盛花期,同一品种不同产量水平条件下相同部位叶片叶绿素SPAD值无明显差异,但产量水平高的棉田植株中下部叶片净光合速率较高;不同类型品种间表现为,标杂A1各层叶片叶绿素SPAD值均高于常规棉品种,但单叶净光合速率无明显优势.盛铃期至吐絮期,产量水平高的棉田叶片叶绿素SPAD值和净光合速率下降缓慢;杂交棉品种两者均高于常规棉品种.标杂A1超高产条件下植株中下部叶片对总光合的贡献高于一般高产棉花,且盛铃后期茎和铃等非叶绿色器官仍保持较高光合速率,而一般高产棉花已表现为呼吸消耗.超高产标杂A1总干物质积累高,且主要集中于中上部,叶片与籽棉干重在各层次分布比例相近,与其光分布相适应,有利于光能的有效利用.【总页数】8页(P12-19)【作者】杜明伟;姚炎帝;罗宏海;张旺锋;谭永江;汪裕中;夏东利【作者单位】石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832003;石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832003;石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832003;石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832003;石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832003;石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832003;新疆兵团农八师149团,新疆石河子,833400【正文语种】中文【中图分类】S562.02【相关文献】1.杂交棉稀播条件下冠层结构特征及产量变化研究 [J], 姚炎帝;崔素倩;冯国艺;杨美森;虎晓兵;罗宏海;张亚黎;张旺锋2.新疆杂交棉超高产冠层结构特征及群体光合性能研究 [J], 杜明伟;姚炎帝;罗宏海;张旺锋;谭永江;汪裕中;夏东利3.新疆杂交棉育苗移栽稀植群体冠层结构特征及与产量关系的研究 [J], 姚炎帝;冯国艺;崔素倩;罗宏海;张亚黎;张旺锋4.杂交棉标杂A1和石杂2号超高产冠层特性及其与群体光合生产的关系 [J], 杜明伟;冯国艺;姚炎帝;罗宏海;张亚黎;夏东利;张旺锋5.杂交粳稻超高产群体的冠层结构特点研究 [J], 陈进红;张国平;郭恒德;毛国娟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
应用冠层NDVI测定仪对棉花进行产量的估测
应用冠层NDVI测定仪对棉花进行产量的估测一、不同生育期棉花冠层NDVI值随施氮量的变化：总体上看2011年棉花盛铃期冠层NDVI值最大，盛蕾期最小，花期和初絮期NDVI值相差不明显。
随着施氮量的增加冠层NDVI值呈现“低-高”的趋势，在N2处理时NDVI值最大，随氮水平的提高NDVI值不再增加。
年际间比较，2012年与2011年结果一致，这可能是由于施氮量过多之后棉株营养生长旺盛，棉花生物量迅速增加，冠层NDVI达到饱和导致出现上述结果。
从NDVI值误差上看低氮处理的标准误差大于高氮处理的误差，这可能是土壤肥力差，棉花长势不均匀导致NDVI值误差大。
2.2不同氮处理棉花NDVI随生育期的变化通过2011年和2012年数据可以看出棉花冠层NDVI值的动态变化变化趋势基本一致，呈现“低-高-低”趋势。
棉花从盛蕾期开始到花期，冠层NDVI值大幅度上升，在盛铃期达到最大，之后NDVI值下降。
这可能由于随着生育期的推进，叶片叶绿素含量大幅度升高，对红光的吸收增大、反射率下降，近红外光谱反射率增加，使NDVI 值急剧上升。
但在盛铃期生殖生长大于营养生长时期光谱吸收接近饱和，并伴随有叶片脱落，可能会导致NDVI值有所降低，因此其冠层NDVI值表现以上结果。
盛蕾期、初絮期的标准误差大于盛铃期，是棉花生长前期和后期长势不均或有杂草、出现病虫害，NDVI值获取受外界因素影响大所致。
二、棉花冠层NDVI值与施氮量的定量关系：在棉花盛蕾期、花期、盛铃期和初絮期，随着氮肥施用量的增加，棉花NDVI 值均呈线性增加的趋势。
其中花期的决定系数最高（R2=0.9147），在盛铃期和初絮期相关系数较低，这与不同氮水平NDVI随生育期变化结果一致。
在各个时期不施肥处理的NDVI稳定性较差，且在盛蕾期和初絮期表现更明显，可能是前期地力条件差，长势不均和后期氮肥胁迫所致。
本试验中NDVI值与测定前的施氮量较累积施氮量相关性最好，这于潘薇薇等[17]研究结果一致。
基于宽范围动态植被指数的棉花冠层覆盖度监测
ａ ＮＤＶ１ ｅ ｈ ｏｔ ｎ ｂｏ ｓ ｅ ａｉ ｅｙ ｂ ｇ ａ ｄ ｐ ｏ ｕ ｅ ｉｈ ｒ ｃ ｕ ａ ｙ ｏ ｅ ｅ ｔ ｔ ｎ ｏ ｅｃ ￣ ｎ ｃ ｎ ｐ ｅ ｅａ ｌ ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｍａ ｓｉ ｒ ｌ ｔ ｌ ｉ ， ｎ ｒ ｄ ｃ ｓｈ ｇ ｅ ｃ ｒ ｃ ｆ ｈ ｓｉ ｉ ｆ ｈ ｏ ｏ ａ ｏ ｙ ｖ ｇ ｔ— ｏ ｓ ｖ ａ ｔ ｍａ ｏ ｔ ｔ ｎ ｆ ｃ ｉｎ ｉ ａｔ ． ｏ ｒ ｏ
的 动 态 范 围。当利 用权 重 系数 ０１ ．≤ ≤０２对 近 红 外 波 段 反 射 率 调 整 之 后 ， 形 成 的 宽 范 围 动 态植 被 指 数 用 于 ． 新
监 测 不 同覆 盖 度 棉 花 时 未 出现 “ 和 ” 象 。 用 宽 范 围 动态 植 被 指 数 建 立 的 棉花 覆 盖 度 监 测 模 型 的 决 定 系数 饱 现 利 ｒ ． ８ 对 棉 花 冠 层 覆 盖 度 进 行 监 测 ， 以 解决 传 统 的 归 一化 差值 植 被 指 数 对 冠 层 覆 盖 度 较 高 时监 测 不准 ２ ９ ， ＞０ ４ 可 确 ｆ 和） 问 题 ， 高 了植 被指 教对 棉 芘 冠 层 覆 盖 度 监 测 的 精度 饱 的 提 关 键 词 ： 花 ； 盖度 ； 光 谱 ； 棉 覆 高 宽范 围动 态 植 被 指 数 ： 测 监
中 图 分 类号 ： １ ７ Ｓ ２ 文 献 标 志码 ： Ａ
文 章编 号 ：０ ２７ ０ （０ １０ —２ ５０ １０ —８ ７２ ）３０ ６ —７ ｌ
Ｍｏ ｉ ｒ ｇ ｏ ｅ Ｃｏｔ ｎ Ｖｅ ｅ ａ ｉ ｎ Ｆ ａ ｔ ｎ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｉｅ Ｄｙ ａ ｃ Ｒａ ｇ ｇ ｔ － ｎｔ ｉ ｆ ｈ ｔ ｇ ｔ ｔ ｒ ｃ ｉ ａ ｅ ｎ Ｗ ｄ ｎ ｍｉ ｎ ｅ Ｖｅ ｅ ａ ｏ ｎ ｔ ｏ ｏ ｏ
实验六 植物冠层分析仪测量原理与使用方法
实验六植物冠层分析仪测量原理与使用方法【实验目的】通过本实验使学生了解叶面积指数这一重要生态系统结构与功能参数，掌握目前国际上流行的叶面积指数测定仪器——植物冠层分析仪的使用方法，并以灌木林为例，在老师的指导下分组具体测定灌木林地叶面积指数。
【实验原理】叶面积指数（LeafAreaIndex，LAI）是一个重要的生态系统结构参数，定义为某一树木或林分的叶片在地面上投影的总面积。
叶面积指数不仅直接反映植物的生长状况，而且影响着植物的许多生物、物理过程，如光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、碳氮循环和降水截获等。
由于叶面积的指数是一个很好反映植物对于环境变化响应的指标，又与植被的光合作用、蒸腾作用、水分利用及净初级生产力、碳氮循环直接相关，特别是在研究植被生产力与遥感数据的关系模型方面，叶面积指数显示了巨大的应用前景，因此，叶面积指数的快速和准确测定显得十分重要。
LAI是研究从叶片水平推移到森林冠层的重要参数，是一个无量纲、随着叶子数量的变化而变化的参数。
LAI值变化范围：针叶林的为0.6～16.9；落叶林为6～8；年收获的作物为2～4；绝大部分生物群系为3～19。
LAI测量方法包括直接测量法和间接测量法。
直接测量法通过先测定所有叶片的叶面积，再计算LAI，叶面积测量方法有求积仪测定法、称重法、方格计算法、排水法、经验公式计算法、异速生长法等。
其中常用的有利用叶片形状的标准形状法、根据叶面积与叶重之间关系的称重法以及利用叶面积与胸径的回归关系推算叶面积的易速生长法。
因要剪下全部待测叶片，直接测量多数属于毁坏性测量，或至少会干扰冠层，叶片角度的分布，从而影响数据的质量，直接测量法费时、费力。
间接测量法，利用冠层结构与冠层内辐射与环境的相互作用这一可定量耦合关系，通过测定辐射的相关数据推断冠层的结构特征，具体有顶视法和底视法。
间接测量法可以避免直接测量法所造成的大规模破坏植被的缺点，不受时间的限制，获取数据量大，仪器容易操作，方便快捷，还可以测定一年中森林冠层LAI的季节变化。
植物冠层分析仪的操作介绍
植物冠层分析仪的操作介绍仪器简介植物冠层分析仪可以帮助研究人员快速、准确地测量植物的冠层结构参数，如树冠面积、叶面积、光线穿透率等，并且可以用于植物生态学、环境监测等领域的研究。
本文将为您介绍如何操作植物冠层分析仪。
操作步骤1. 准备工作首先需要安装好植物冠层分析仪，并将其与电源和计算机连接好。
然后需要准备一些实验样本，这些样本需要是经过处理后的植物，如去除枝干、削平叶片等，以便于测量。
2. 设置实验参数在启动植物冠层分析仪后，需要设置实验参数。
首先需要选择检测模式，目前常见的检测模式有全方位扫描模式、方向性扫描模式等。
然后需要选择扫描范围和采样密度，这些参数的设置应根据具体实验的需求来进行调整。
3. 进行扫描测量当设置好实验参数后，可以开始进行扫描测量。
在进行扫描前，需要将样本架放置在适当的位置，以保证扫描的准确性。
然后启动扫描程序，等待扫描完成。
4. 分析数据扫描完成之后，可以进行数据分析。
植物冠层分析仪通常会自动生成数据报告，包括冠层面积、叶面积、平均叶面积等参数。
如果需要进一步分析数据，可以将数据导入专业的数据分析软件中进行处理。
注意事项在操作植物冠层分析仪时需要注意以下事项：1.样本的处理应在同一水平面上进行，以确保数据的准确性。
2.在进行扫描测量时，需要确保设备能够顺利运行，避免出现故障。
3.在数据分析时应尽可能使用专业的数据分析软件，提高分析的准确性。
4.操作过程中需要注意安全，避免产生危险。
总结植物冠层分析仪是一款功能强大的实验设备，可以帮助研究人员进行植物冠层参数的测量和分析。
在操作植物冠层分析仪时需要注意安全，并注意样本处理和数据分析的准确性。
植物冠层分析仪测植物冠层相关参数的方法
植物冠层分析仪测植物冠层相关参数的方法植物冠层分析仪采用近红外光反射光谱技术和多通道光谱信息扫描技术，可以测定植被表面参数、植物冠层信息、植物养分信息、土壤养分信息、环境参数、植物病虫害程度等，获取作物生长信息，并诊断作物氮素匮缺情况。
近年来，为了研究和测量作物生长的限制因素等有价值的信息，进一步提高农作物的生长潜力，取得增产增效的目标，农业研究中应用了很多新的科学仪器和技术，而植物冠层分析仪就是其中一种重要的农业仪器。
该仪器的应用大大的减少了研究人员获取数据的时间，使冠层的结构分析过程更加的准确、高效。
目前，托普云农研发生产的TOP-1200植物冠层分析仪已经广泛的应用于农业、园艺、林业领域有关栽培、育种、植物群体对比与发展的教学、研究工作当中，能有效帮助人们进行科学种植、施肥，使作物处于更有利的生长态势，以达到优质高产目的。
拥有众多功能特点及作用的植物冠层分析仪在使用时当然也不能马虎，因为正确的使用方法是保证仪器测量准确度的基础，那么，如何使用植物冠层仪呢？我们一起来看看吧！
托普TOP-1200植物冠层分析仪使用方法：
1、先安装传感器，将插针紧紧插入低下，再将立杆1和立杆2旋转锁紧，接着连接直杆和插针；
2、将调节块放入直杆，并调节到合适的高度，拧紧螺丝锁紧；
3、将传感器放入调节块，拧紧螺丝锁紧，即安装完成；
4、接着连接主机和传感器，长按开机键开机，调节传感器高度进行采集数据；
5、按菜单键进入采集设置自动采集，也可手动采集，传感器也可手持使用采集。
以上就是植物冠层分析仪测植物冠层相关参数的方法，需要提醒大家的是，在使用过程中应该注意两个事项：一是传感器要保持水平状态，传感器tan头垂直向下；二是传感器通电后应预热2分钟以上，防止测量有误差或者不稳定。
实验六 植物冠层分析仪测量原理与使用方法
实验六植物冠层分析仪测量原理与使用方法【实验目的】通过本实验使学生了解叶面积指数这一重要生态系统结构与功能参数，掌握目前国际上流行的叶面积指数测定仪器——植物冠层分析仪的使用方法，并以灌木林为例，在老师的指导下分组具体测定灌木林地叶面积指数。
【实验原理】叶面积指数（Leaf Area Index，LAI）是一个重要的生态系统结构参数，定义为某一树木或林分的叶片在地面上投影的总面积。
叶面积指数不仅直接反映植物的生长状况，而且影响着植物的许多生物、物理过程，如光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、碳氮循环和降水截获等。
由于叶面积的指数是一个很好反映植物对于环境变化响应的指标，又与植被的光合作用、蒸腾作用、水分利用及净初级生产力、碳氮循环直接相关，特别是在研究植被生产力与遥感数据的关系模型方面，叶面积指数显示了巨大的应用前景，因此，叶面积指数的快速和准确测定显得十分重要。
LAI是研究从叶片水平推移到森林冠层的重要参数，是一个无量纲、随着叶子数量的变化而变化的参数。
LAI值变化范围：针叶林的为0.6～16.9；落叶林为6～8；年收获的作物为2～4；绝大部分生物群系为3～19。
LAI测量方法包括直接测量法和间接测量法。
直接测量法通过先测定所有叶片的叶面积，再计算LAI，叶面积测量方法有求积仪测定法、称重法、方格计算法、排水法、经验公式计算法、异速生长法等。
其中常用的有利用叶片形状的标准形状法、根据叶面积与叶重之间关系的称重法以及利用叶面积与胸径的回归关系推算叶面积的易速生长法。
因要剪下全部待测叶片，直接测量多数属于毁坏性测量，或至少会干扰冠层，叶片角度的分布，从而影响数据的质量，直接测量法费时、费力。
间接测量法，利用冠层结构与冠层内辐射与环境的相互作用这一可定量耦合关系，通过测定辐射的相关数据推断冠层的结构特征，具体有顶视法和底视法。
间接测量法可以避免直接测量法所造成的大规模破坏植被的缺点，不受时间的限制，获取数据量大，仪器容易操作，方便快捷，还可以测定一年中森林冠层LAI的季节变化。
棉花冠层结构测定方法探讨
普遍 的美 国 Ｃ Ｄ公 司产 的 Ｃ －１ Ｉ Ｉ ０数 字式 植 物冠 层 １ 图像 分析 仪［ ， 仪 器 原 理 是 基 于空 隙 大 小分 布 ８ 该 。 分 析冠层 特征 。它 主要是 通 过 鱼 眼成像 原 理 ， 摄 将 像 头水平 放置 在近地 面处 对 作 物群 体 照相 ， 次成 每
Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ｏ ｔｏ ｎ ｐ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｅ ｈ ｄｓ ｓ ｕ ｓｏ ｆＣｏ ｔ ｎ Ｃａ ｏ ｙ Ｍ ａ ｕ ｅ ｎｔＭ ｔ ｏ
ＹＡＯ ｎ － ｉｇ Ｗ ＡＮＧ Ｂ ｎ， ＡＮＧ Ｔ ｏ ＮＩ Ｘｉ－ｉｎ ＭＡ ｎ － ｎ Ｑｉｇｑｎ ， ｉ Ｙ ａ ， Ｕ ｎ ｘａ ｇ， Ｘｉｇｗ辐射 以散射 的形 式到 达地 面 的辐 射 ， 对光 合 作用 有 较 大 的辅 助作 用 。 ‘ ’
１ ２ ４直 射 辐 射 透 过 率 （ ｒｎ ｍｉ ｉｎ ｃ ｅ ｉｎ ．． Ｔ ａ ｓ ｓ ｏ ｏ ｃ ｔ ｓ ｅ
ｌ冠 层 测定 的 原理
摘要： 应用 Ｃ 一 ｌ 字 式植 物冠 层 图像分 析仪研 究测定位 置 、 间和 高度 等对棉 花群 体冠 层结 构准 确 性影 Ｉ１ Ｏ数 时 响 。结果 表 明 ： 植物 冠层 图像 分 析 仪 测 定 棉 花冠 层结 构 时 ， 眼镜 头 应放 置 在 小 区 中 间行 的棉 株 主 茎附 鱼
收稿 日期 ： ０ １ ６０ ２ １－ —８ ０
中 图分 类 号 ： ５ ２ ０ ￥ ６． １ 文献标 志 码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ０６ ２ ２ １ ） ７０ １— ３ １ ０ —３ Ｘ（０ １ ０ ：０ ８０
植物 冠层 结 构 是 指 群 落 中地 上 部 分 器 官 的 数 量 和空 间排列 方式 。其 要素 包 括植 物 叶 、 、 、 茎 枝 花 和果等 的大小 、 状 、 度 、 形 角 位置 分 布 以及 在 时空 上 的动态变 化 。 良好 的作 物 冠 层 往 往 和 高 产 紧 密 联 系， 测量 获得植 物 冠层结 构 的基 本参 数 信息 以 了解 植物 冠层 与环境 之 间的相 互 作用 过 程 ， 是对 棉 花采 取调 控措 施 的主要依 据Ｅ ］ １ 。测 定 冠 层结 构 的仪器 根据 其原 理 的不 同可分为 三 类 ， 分别 为基 于空 隙率 分析 、 于空 隙大小 分布分 析 和基 于 辐 射数 据 采集 基 技 术 。 国 内 外 对 棉 花 冠 层 结 构 特 征 的 研 究 很
植物冠层结构参数测量中存在的问题及对策
植物冠层结构参数测量中存在的问题及对策作者：闫贺等来源：《绿色科技》2015年第08期摘要：测量冠层结构参数对生物量估算以及模拟植物生长的模型等有重要意义，但现有测量方法复杂且不够精确。
针对三维激光点云数据，探讨了冠层测量中遇到的问题，对这些问题，提出了基于半球摄影法的冠层参数计算方法，并验证了方法的正确性和可靠性。
关键词：冠层结构参数；点云数据；半球摄影法中图分类号：TP391.4文献标识码：A文章编号：16749944（2015）080027031引言植物冠层是植物与外界发生相互作用的主要场所，植物的许多生化物理过程都发生在冠层。
冠层结构参数是用来反映植物生长状况的重要指标。
在诸多冠层结构参数中，叶面积指数反映了单位地表上植物叶片面积的多少。
而平均叶倾角表达了冠层中叶片的空间取向。
这些冠层结构参数决定了植物管理光能和水分的能力。
传统的冠层结构参数测量方法是手动测量。
手动测量法原理简单，但需耗费大量时间和人力，测量时还会破坏植物，所以并不适用。
半球摄影法是一种测量冠层结构参数的快速可靠的新方法，它用有鱼眼镜头的数码照相机摄取冠层影像，从而研究植被的冠层结构。
半球摄影法没有破坏性、可重复采样、获取庞大的数据、操作简单快捷且结果准确，目前在生态学、森林培育学等学科上获得了一定的应用，但在获取植物冠层结构参数方面的应用还并不多见。
2植物冠层结构参数测量研究现状叶面积指数是分析植物群体和群落生长的一个重要参数，自1947 年被提出以来，叶面积指数已成为一个非常重要的植物学参数和评价指标，并得到了广泛应用。
近年来，学者们[1～3]越来越重视通过遥感反演计算叶面积指数，但在很大程度上，遥感反演计算叶面积指数的精度会受地面叶面积指数测量精度的影响。
叶面积指数的测量方法主要有两大类：直接接触法和间接非接触法。
直接法耗时耗力且会对植被造成破坏；间接法方便无破坏性，但测量结果有偏差。
现有的测量方法复杂且不精确，国内外学者为了获得更有效可靠的实验数据，进行了大量的研究[4，5]。
基于高光谱技术的棉花冠层反射特征研究
基于高光谱技术的棉花冠层反射特征研究+吴春霞1王进1任岗1赵俊荣1白丽2白书军1(1乌兰乌苏农业气象试验站 2 石河子大学生命科学学院 新疆 石河子 832003)摘 要：【研究目的】揭示棉花冠层高光谱特征，为建立棉花高光谱估算模型，促进高光谱技术在棉花长势监测和估产中应用提供依据。
【方法】结合棉花生长发育规律，对棉花各时期冠层进行高光谱反射率测定，基于棉花盛蕾期至吐絮后期7次采样的地面光谱数据，研究不同棉花品种、灌水量及氮素营养对棉花冠层光谱反射特性的影响。
【结果】在可见光区，适度缺氮(N1)条件下的冠层光谱反射率相对较高，而氮过量(N3)条件下的冠层光谱反射率相对较低；随着灌水量的增加，在近红外波段，其冠层光谱反射率呈上升趋势，在盛蕾期和盛花期不同灌水量处理的光谱反射率差异较明显；不同棉花品种冠层光谱反射率存在一定差异，在近红外波段新陆早13与新陆早10只在吐絮后期光谱反射率差异不明显，在前三个生育期差异较明显。
关键词：棉花；冠层；高光谱；反射率；Characteristics of Reflection Spectrum of Cotton Canopy on Hyper Spectrum TechnologyWU Chun-xia1 WANG jin1 Ren Gang1 ZHAO Jun-rong1 BAI Li2 BAI Shu-jun1(1 Wulanwusu Agrometeorological Experiment Station；2 College of Biology，Shihezi University: Xinjiang 832003,China,)Abstract：The effects of different cotton varieties, irrigation levels and nitrogen levels on characteristics of reflection spectrum of cotton canopy were studied. The results of the studying showed that there was a marked difference in the reflection spectrum of the canopy at different growth stages of cotton.The reflection spectrum of the canopy increased before flower and boll stage and decreased after flower,and boll stage with the growth of cotton. The reflection spectrum of the canopy decreased in the near infrared wave lands and increased in the visible wave lands with increasing the irrigation level.There were some difference in the reflection spectrum of the canopy for different cotton varieties. The reflection spectrum of the canopy for the treatments of N0 and N3 had a marked difference in the near infrared wave lands.Key words：cotton；canopy；hyper spectrum；reflection rate；0 引 言新疆独特的自然生态条件和作物种植管理模式是我国最适宜实施农业遥感技术和精准农业的地区之一。
不同水分条件下棉花冠层含氮量高光谱监测研究
2020年3月 灌溉排水学报第39卷 第3期 Mar. 2020Journal of Irrigation and Drainage No.3 V ol.3935文章编号：1672 - 3317（2020）03 - 0035 - 07不同水分条件下棉花冠层含氮量高光谱监测研究马岩川，刘 浩，陈智芳，张 凯，王景雷，孙景生*（中国农业科学院 农田灌溉研究所/农业部作物需水与调控重点开放实验室，河南 新乡 453002）摘 要：【目的】建立1种适用于不同水分条件的棉田氮肥高光谱监测模型。
【方法】通过设置包含灌溉梯度和施氮梯度的大田水肥试验，在生育期内同步测定棉花冠层光谱反射率、冠层含氮量（Canopy nitrogen content, CNC ）、冠层等效水厚度（Canopy equivalent water thickness, CEWT ）等信息，综合分析棉花冠层含氮量及冠层等效水厚度与光谱指数的相关性，确定最优光谱指数并构建棉花CNC 的高光谱监测模型。
【结果】冠层光谱与CNC 在可见光波段附近出现连续的敏感区域，其中最大相关系数|r |max 为0.53，位于718 nm ；在不考虑CEWT 对模型精度影响时，NDSI （800，770）的建模效果最佳（R 2 = 0.76），但是进入花铃后期其预测精度偏低，出现了低估现象；综合考虑CEWT 的影响后，本研究选取NDSI （570，500）作为最优光谱指数，所建模型有效改善了棉花含水率变化而造成模型精度偏低的现象（RRMSE =0.18）。
【结论】本研究建立的新型水分钝感光谱指数NDSI （570，500）可以有效提升棉花CNC 的估算精度，为高光谱技术在棉田氮肥监测的应用提供技术依据。
关 键 词：高光谱；棉花；不同水分梯度；冠层含氮量中图分类号：S562 文献标志码：A doi ：10.13522/ki.ggps.2019292 马岩川, 刘浩, 陈智芳, 等. 不同水分条件下棉花冠层含氮量高光谱监测研究[J]. 灌溉排水学报, 2019, 39(3): 35-41. MA Yanchuan, LIU Hao, CHEN Zhifang, et al. Estimating Nitrogen Content in Cotton Canopy Using Hyperspectral Imaging[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2019, 39(3): 35-41.0 引 言合理的氮素施用对保持土壤肥力以及提升作物产量和品质均有至关重要的作用，土壤中氮素不足会影响作物发育，而过量的氮素施用不但可能造成减产，且未能被作物利用的氮肥将以亚硝酸盐（NO 3-N ）的形式进入地下水或通过分解成N 2O 等温室气体等途径对生态环境造成污染[1-2]。
追施氮肥对不同测定位置棉花冠层结构和产量的影响
追施氮肥对不同测定位置棉花冠层结构和产量的影响姚青青;孙绘健;罗静;杜珊珊;何忠盛【期刊名称】《棉花学报》【年(卷),期】2024(36)2【摘要】【目的】在(66+10)cm行距下,研究不同追氮量对机采棉的影响,为完善棉花高产栽培技术提供科学依据。
【方法】2021年和2022年在新疆库尔勒市试验地开展追施氮肥试验,以巴43541为试验材料,设置4个纯氮追施水平:0、112.5、225.0和337.5 kg·hm^(-2),比较不同处理下棉花宽行中间、窄行中间、邻近棉株和相邻两膜交接行中间位置的冠层结构特征、产量性状及氮肥利用效率。
【结果】总体来看,随着生育进程推进,在4个处理下4个测定位置的棉花叶面积指数(leaf area index,LAI)均呈先增大后减小的变化趋势,光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR)均呈先降低后升高的变化趋势,平均叶倾角(mean leaf angle,MLA)和空隙透射系数(gap fraction transmission coefficient,GFTC)在不同处理下的变化趋势不一致。
盛蕾期,相邻两膜交接行中间位置的棉花LAI较低,MLA、PAR和GFTC较高;花铃期至吐絮期,4个测定位置的LAI、PAR和GFTC 差异减小;盛铃期至吐絮期窄行中间和邻近棉株位置的MLA较高。
与其他3个处理相比,追施纯氮112.5 kg·hm^(-2)可在盛铃期获得适宜的LAI、MLA、PAR和GFTC,增加单位面积铃数,2年籽棉产量分别提高1.38%~16.50%和1.66%~11.57%、皮棉产量分别提高1.57%~16.37%和0.59%~12.40%,并且提高了氮肥偏生产力和氮肥农学利用率。
关于棉花LAI和PAR,4个测定位置两两之间均呈极显著正相关;整体来看,邻近棉株与宽行中间、窄行中间位置测定的棉花冠层结构指标之间的正相关性最好。
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---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------棉花冠层结构测定方式探索棉花冠层结构测定方式探索植物冠层结构是指群落中地上部分器官的数量和空间排列方式。
其要素包括植物叶、茎、枝、花和果等的大小、形状、角度、位置分布以及在时空上的动态变化。
良好的作物冠层往往和高产紧密联系,测量获得植物冠层结构的基本参数信息以了解植物冠层与环境之间的相互作用过程,是对棉花采取调控措施的主要依据[1-3]。
测定冠层结构的仪器根据其原理的不同可分为三类,分别为基于空隙率分析、基于空隙大小分布分析和基于辐射数据采集技术。
国内外对棉花冠层结构特征的研究很多[4-7],但用仪器实际测定冠层特征时,明显会存在个人掌握的尺度不够统一和主观判断的差异等缺陷,影响了信息的适时采集、造成分析处理结果的准确性不高。
因此针对具体的田间环境,建立采集冠层信息的相对标准操作方法,以减小人为误差影响显得尤为重要。
针对新疆棉花覆膜栽培模式,研究仪器测量时间、在田间放置位置、测定高度等因素对棉花冠层结构影响,确定棉花冠层结构测定最适时间、测点和高度。
1 冠层测定的原理 1.1 试验所用仪器试验用近年来在棉花冠层结构测定中使用较普遍的美国CID 公司产的CI-110 数字式植物冠层图像分析仪[8-12],该仪器原理是基于空隙1 / 7大小分布分析冠层特征。
它主要是通过鱼眼成像原理,将摄像头水平放置在近地面处对作物群体照相,每次成像形成一个Image文件,存储在仪器中,用专用软件对获取的图像进行数字化及相关处理,通过计算出直接辐射透过系数或植物冠层下可视天空比例来获取相关的参数。
1.2 测量参数 1.2.1 叶面积指数(Leafareaindex,LAI)。
是指单位土地面积上某一指定层次内所包含的总的叶面积,它通常是指作物群落内从地面到层顶的叶子总面积。
1.2.2 平均叶倾角(Meanfoliageinclinationangle,MFIA)。
是指叶面法线方向与 Z 轴方向的夹角,即平均叶倾角为叶片与主茎间的夹角。
1.2.3 散射辐射透过率(Transmissioncoefficientfordiffusepenetration,TC)。
散射辐射是指太阳辐射以散射的形式到达地面的辐射,对光合作用有较大的辅助作用。
1.2.4 直射辐射透过率(Transmissioncoefficientforradiationpenetration,T)。
直接辐射是指太阳辐射以平行光的方式到达地面的辐射,是光合作用的主要成分。
1.2.5 消光系数(Extinctioncoefficient,K)。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 是描述作物群体中叶面积遮荫程度或者消弱辐射(光)程度的参数。
K 表示一定方向的入射平行光下在作物群体或某一水平层内,平均单位叶面积所形成的水平阴影面积。
K 反应了群体结构,好的株型 K 值较小。
1.2.6 叶片分布(Leafdistribution,LD)。
是指作物叶片在植株上不同层次、不同方位角中的分布。
2 影响棉花冠层结构特征参数准确性的几个关键测定步骤2.1仪器田间放置位置的选择CI-110数字式植物冠层图像分析仪采用空隙比计算方法,其前提是假设叶片随机分布。
棉花行距较大,新疆棉花平均行距 30cm,尤其当采用宽窄行种植时,棉田是有大空隙的非均匀性群体。
任意选择测点位置,有可能高估直接辐射透过系数,从而低估叶面积指数。
所以在棉田必须选择合适的仪器放置位置。
鱼眼镜头放置于棉花行内不同位置获得的图片显示的空隙有很大不同。
图 1 中左图是鱼眼镜头放置在棉花行间拍摄出的照片,空隙较大;右图是鱼眼镜头放置在紧邻棉花主茎附近的测点拍摄出的照片,空隙较小。
虽然专用数据处理软件允许对所采集的冠层图像中认为非图像区3 / 7域进行屏蔽,但由于屏蔽区是由中心向四周发散式的扇形区(图 2),图像中心有大的空隙时无法进行屏蔽。
拍照时应在计算机显示屏上观察无人影等其它外界影响时才开始拍照,尽量减少屏蔽次数。
因此,棉花冠层结构的测定位置应选择在紧邻棉花主茎附近,不要把鱼眼镜头放在棉花行内或 2 行正中间的位置,避免鱼眼镜头直射天空。
并且棉花不同生育期冠层结构的测点都应在同一位置,确保数据的一致性,减小实验误差影响。
在测量棉花冠层之前应先观察一下实验小区的大小。
如果小区太小,鱼眼镜头观察到的视野可能超出被测小区叶层的边缘,会低估叶面积指数。
反过来,如果被测小区四周为较密集的冠层,则测量的 LAI 是准确的。
所以小区的最小半径应为冠层高度的 3 倍左右。
如果鱼眼镜头观察到的视野超出小区范围,则可采用两种方法进行处理:1)选择屏蔽区域,这样就可排除图像中与冠层无关的区域。
2)适当调整天顶角的起始值,以减小鱼眼镜头的视野范围。
对于田间试验,至少要均匀的在每个小区对角线上取 4 个测定点进行测量,小区棉花冠层结构特征数据取各个测定点数据的平均值。
由于边际效应的影响,为了确保所测得的数据能够体现小区真实的棉花冠层特征,在选择测定点时应避开边行,根据小区的大小在中---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 间行均匀选择 4~8 个点进行测定。
2.2 测定时间对棉花冠层结构参数准确性影响由于阳光强度、露水等影响,测定时间对棉花冠层测定结构的准确性也有影响[13]。
表 1 是同一小区同一测定位置在 8 月 5 日的不同时间测定的结果,中午 12:00 测定的叶面积指数都小于早晨和傍晚测定结果,原因是此时的散射辐射透过系数较大,鱼眼镜头会过高地估计透光系数,使叶面积指数测定值偏小。
虽然早晨10:00 前的散射辐射透过系数也比较低,但由于新疆地理气候条件的影响,在此时间段试验地的露水很大,会影响鱼眼镜头的拍摄效果。
因此,棉花冠层结构应在傍晚 19:00-21:00 之间,或没有直射光或在多云天气的时候测定。
因为这个时段的散射辐射透过系数较低,相对来说叶面积指数较高,较接近真实值。
2.3 适宜测定高度的确定不同高度拍摄的鱼眼图像分析得出的冠层数据会存在差异。
2个棉花品种在距地面 10cm 处测定的叶面积指数都大于 20cm 和 30cm 处的测定结果(表 2)。
其原因是高度较高时被测区域一些叶片低于鱼眼镜头的高度无法进入拍照范围,并且越接近冠层顶部散射辐射透过系数越大,叶面积5 / 7指数就会越小。
不同棉花品种的株型、子叶节高度等都有差异,测量高度可根据品种特性进行适当调节,原则上所有叶片都必须在鱼眼镜头的拍摄范围内,而且在棉花生育期冠层结构的测定都必须按统一的高度进行。
3 图像分析处理中的几个关键 3.1 天顶角划分天顶角的划分范围为 1~10,对同一图像设置不同天顶角数目,处理出来的冠层数据会存在差异。
在分析鱼眼图像时天顶角分区(Zenithdivi-sions)设置为 5、方位角分区(Azimuthaldivision)设置为 4 时结果较好。
分析处理同一批冠层图像时天顶角分区和方位角分区应一致,减小误差影响。
3.2 图像屏蔽通常情况下不需要对鱼眼图像进行屏蔽。
但在图像中出现与棉花冠层无关的人或物体;或者是被测试验小区太小,鱼眼镜头拍摄到相邻小区的冠层;或是在太阳光很强的条件下拍摄出的鱼眼图像会出现很亮的光斑,使叶片的清晰度受到影响等情况下,需要进行屏蔽,从而得到比较准确的数据。
3.3 阈值水平的界定对鱼眼图像进行阈值的界定,是为了对被测区域进行阈值水平(Thresholdlevel)的设定,阈值水平不同得到的冠层特征参数差别很大。
阈值水平的划分范围为1%~100%,阈值越高其定义的图像面积越大,叶面积指数也就越大。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 对同一图像设定不同阈值水平进行分析(表 3),发现一般情况下阈值水平越接近 100%,其定义的图像区域会超出实际叶片区域,使叶面积指数偏大;而阈值水平越接近 10%,其定义的图像区域则无法完全覆盖实际叶片区域,使叶面积指数偏小。
因此,阈值水平一般设定为 50%,在这个阈值水平下鱼眼图像分析出的结果较好。
同一批图像的阈值水平要一致,但在棉花冠层稀疏拍摄出鱼眼图像空隙较大时,则需要调整阈值水平来准确定义实际叶片区域。
4 结论试验小区大小、测点位置、测定时间及测定高度都是影响冠层测定准确性的因素。
棉花冠层特征测定宜在小区中间行的棉株附近选取 4~8 个点,而且各生育期测定位置基本固定;测定时间宜在傍晚没有直射光的19:00-21:00,或在多云天气进行;鱼眼镜头放置于离地面10cm 处,能获取理想的图像。
在分析鱼眼图像时,阈限水平设置为 50%,天顶角分区为 5,方位角分区为 4,分析结果较为准确。
棉花冠层结构测定方式探索责任编辑：陈老师7 / 7。