植物冠層分析儀是野外植物冠層的一種便捷分析工具。我們都知道,植物冠層與植物生長(zhǎng)密切相關(guān),植物冠層過密會(huì)降低光合效率,影響植物生長(zhǎng)、作物產(chǎn)量及品質(zhì),因此,植物冠層的分析意義重大。植被是陸表生態(tài)系統(tǒng)的重要組成成分,而葉片則是植被與外界進(jìn)行相互作用的一個(gè)重要器官,葉面積指數(shù)是定量描述植被進(jìn)行光合作用、呼吸作用、蒸騰作用的一個(gè)重要參數(shù),被定義為單位地表面積上植被冠層葉面積的一半。
對(duì)于葉面積指數(shù)的地面測(cè)量方法,分為直接和間接測(cè)量,已有眾多學(xué)者對(duì)每一種測(cè)量方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及適應(yīng)條件進(jìn)行了充分的綜述。在眾多地面簡(jiǎn)介測(cè)量方法中,利用攝影成像技術(shù)獲取植被葉面積指數(shù)是其中的一種重要分支。
成像方法測(cè)量葉面積指數(shù)的基本原理是通過對(duì)植被冠層進(jìn)行單一角度或者多角度拍照,并采用一種合適的分類方法,根據(jù)拍照的角度不同,進(jìn)行處理后得到植被冠層單一角度或者多角度間隙率,然后根據(jù)間隙率模型推算葉面積指數(shù)。相比較于一些專用的LAI測(cè)量?jī)x器,在攝影成像法獲取葉面積指數(shù)的技術(shù)方案中,可用的成像設(shè)備類型比較豐富,包括專業(yè)的單反相機(jī)以及普通的數(shù)碼相機(jī),還有早期的膠片相機(jī)。因此,攝影成像法是一種更為靈活的LAI地面測(cè)量技術(shù)。
傳統(tǒng)的植物冠層分析儀均是依靠人工手持式的進(jìn)入觀測(cè)場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)量,這種傳統(tǒng)的方式比較適合小范圍內(nèi)的較低時(shí)間頻次的測(cè)量。當(dāng)需要進(jìn)行大的空間范圍、較高的時(shí)間頻次的觀測(cè)的時(shí)候,傳統(tǒng)的方式需要消耗大量的人力和物力,且未必能夠獲取到滿足要求的地面觀測(cè)數(shù)據(jù)。
例如,在對(duì)遙感衛(wèi)星獲取的地面植被葉面積指數(shù)驗(yàn)證的時(shí)候,為了獲取與衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的空間范圍與時(shí)間范圍的數(shù)據(jù),傳統(tǒng)的依靠單點(diǎn)的觀測(cè)方法,會(huì)顯得力不從心。基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的低成本LAI網(wǎng)絡(luò)化測(cè)量系統(tǒng)可分別接收太陽下行總輻射冠層上節(jié)點(diǎn),接收冠層透過輻射的冠層下節(jié)點(diǎn),負(fù)責(zé)接收并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的匯聚節(jié)點(diǎn)。利用一天之中不同太陽高度角下的冠層透過率來反演冠層LAI。為在區(qū)域尺度上長(zhǎng)時(shí)間序列植被冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量提供可能和方便。