基于半球摄影法的LAI自动组网测量系统设计与应用

针对叶面积指数地面测量工作量大、效率低等问题,研制基于半球摄影法的叶面积指数组网观测系统。该系统基于半球摄影技术和无线传感网络技术,改进图像自适应分割算法,对复杂条件下植被冠层图像进行准确分割,从而实时获取LAI等冠层结构信息;针对5 min采集频率原始数据波动的问题,提出“最稳定窗口”精校正算法,提取每日LAI代表值。与LAI-2200C对比试验结果表明,两者LAI测量值具有极显著相关性,玉米、林地和草地植被类型下相关系数分别为0.95、069和0.87;在江苏溧阳、吉林长春多植被类型试验中两种仪器测量结果的相关系数分别达到85%和81%,均为极显著水平;与MODIS MOD15A2H长时间序列产品对比试验也表明,两者的相关系数达到0.98,准确反映小麦从返青到成熟期叶面积动态变化趋势。系统具有快速准确、经济方便、使用范围广、可实现多站点长期监测的优点,已在多个观测站得到应用,其研制将对遥感产品真实性检验及农业、生态、气候变化等领域的科研与实践提供有力支撑。