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一、儀器簡介

移動式作物生長監測設備JN-YPZ100，又稱移動式作物生長監測站，便攜式移動式作物監測設備，用于各種高度植物冠層的研究，利用魚眼鏡頭和CCD圖像傳感器獲取植物冠層圖像，通過專用分析軟件，獲得植物冠層的相關指標和參數。利用魚眼鏡頭成像測量植物冠層數據，只操作一次即可，簡化了傳統測量方法要一天定點多次測量的繁復工作，而且利用圖像法測量冠層可以主動避開不符合計算該冠層結構參數的冠層空隙部分，也可以躲開不符合測量計算的障礙物。

二、測量參數

? 葉面積指數

? 葉片平均傾角

? 散射輻射透過率

? 不同太陽高度角下的直射輻射透過率

? 不同太陽高度角下的消光系數

? 葉面積密度的方位分布

三、用途與適用范圍

? 可測算植物冠層的太陽直射光透過率、天空散射光透過率、冠層的消光系數，葉面積指數和葉片平均傾角等

? 可用于農作物、果樹、森林內冠層受光狀況的測量和分析

? 可用于不同植物群體結構的比較

? 可對農田作物群體生長過程進行動態監測

? 適用于生態學野外植物群體動態監測的研究與教學

? 適用于農業、園藝、林業領域有關栽培、育種、 植物群體對比與發展的研究與教學

四、原理與方法

植物冠層圖象分析儀采用了冠層孔隙率與冠層結構相關的原理。它是根據光線穿過介質減弱的比爾定律，在對植物冠層定義了一系列假設前提的條件下，采用半理論半經驗的公式，通過冠層孔隙率的測定，計算出冠層結構參數。這是目前世界上各種冠層分析儀一致采用的原理。在上述原理下， 植物冠層圖象分析儀采用的是對冠層下天穹半球圖像分析測量冠層孔隙率的方法，該方法是各類方法中確和、省時、快捷方便的方法。

五、結構特點

? 專門為植物冠層結構測量設計的小型魚眼攝像鏡頭安裝在萬向平衡接頭上，可自動保持鏡頭處于水平狀態

? 鏡頭安裝在測桿一端，可以方便地水平向前或垂直向上伸入到茂密的冠層中，測桿一端的通迅線可聯接在計算機上，方便取圖操作

? 由于小巧和帶有測量桿，可伸入冠層不同高度處，快速地進行分層測量，測出群體內光透過率和葉面積指數垂直分布圖

? 測量桿上附帶有線性ＰＡＲ探頭，同時可測量冠層內外的光量子通量密度(μmol/㎡?S)值，該值可以做為冠層內能量分析的參考值 。

六、功能特點

? 非破壞性地測定冠層結構

? 可以測量冠層內外的光合有效輻射(PAR)

? 手持式萬向接頭自動水平調整探頭，無需三角架

? 儀器使用不受陰天、刮風等條件的影響

? 隨身攜帶的筆記本計算機可以幫助你正確選點取樣，即時決定圖像的取舍

? 由外接鋰電池組提供電源便于觀測和長時間測量，尤其適合完成野外繁重的觀測任務

? 圖像分析軟件可以任意定義圖像分析區域(天頂角可分10個區域，方位角可分10個區域)。對不同方向的冠層進行區域性分析時，可以任意屏蔽地物景像和不合理的冠層部分(如缺株、邊行問題等)。對不同天頂角起始角和終止角的選擇，可以避開不符合計算該冠層結構參數的冠層孔隙條件，通過手動調節閾值，可以更精準的測量出葉面積指數等參數。

七、主要技術參數

? 鏡頭角度：150°

? 分辨率：768×494pix

? 測量范圍：天頂角由0°～75°(150°魚眼鏡頭)可分割成十個區域，方位角360°亦可分割成十個區域

? PAR感應范圍：感應光譜400nm～700nm

? 測量范圍0～2000μmol/㎡?S

? PAR光量子傳感器：25個

? 鏡頭直徑6cm，高10cm，測量桿長300mm

? 總 重 量：500克(不含筆記本電腦)

? 傳輸接口：USB

? 工作溫度：0～55℃

? 電 源：8.4v可充電鋰電池組

八、使用說明

1、儀器組成

移動式作物生長監測設備JN-YPZ100由150°魚眼鏡頭、工業相機，par傳感器（par傳感器內置于測量桿內，魚眼鏡頭及工業相機安裝在測量桿頂端）內置微型筆記本計算機、圖像分析軟件和高容量的可充電電池組等成。魚眼探頭安裝在一個測量桿的頂端，它可以獲取150°視角的魚眼圖像。圖像的顯示和存貯及分析由配置的筆記本計算機完成。

2、儀器連接

（1）將儀器的各個部件與數據線連接起來，包括魚眼鏡頭與測量桿的連接，筆記本與測量桿的USB連接線，筆記本與電池盒的USB連接線，測量桿與電池盒的連接插頭等。

連線示意圖

（2）打開筆記本電源和電池盒電源開關

（3）打開冠層自動采集軟件，選擇“連接"，您可以在計算機屏幕上看到動態的高精度的植物冠層黑白魚眼圖像，然后選擇串口（一般為COM3），再選擇“實時顯示"便會顯示實時光合有效輻射強度值。選擇獲取方式（自動采集和手動采集）便可獲取冠層圖像和光合有效輻射強度，圖像格式為標準的位圖圖像(.BMP)，圖像和光合有效輻射強度值保存于計算機的D:/CanopyFiles文件夾內（該文件夾自動建立）。

（4）打開植物冠層分析軟件可直接分析通過采集軟件采集的圖片

3、軟件的安裝

本儀器軟件由數據采集軟件和數據分析軟件組成，本儀器出廠前軟件已安裝到隨儀器配備的筆記本電腦上，客戶不需要自己安裝。

4、自動采集軟件使用說明

（1）自動采集軟件可以方便的采集植物冠層圖像和光合有效輻射強度

儀器連接好后，將魚眼探頭放在要測量的植物冠層下方，打開冠層自動采集軟件，選擇“連接"，您可以在計算機屏幕上看到動態的高精度的植物冠層黑白魚眼圖像，然后選擇 串口（一般為COM3），再選擇“實時顯示"便會顯示實時光合有效輻射強度值，將PAR探頭放在植物冠層內外的不同位置，可以測出各個位置的PAR值。選擇獲取方式（自動采集和手動采集。如果選擇自動采集方式，軟件會每隔3分鐘采集一次圖片，采集間隔可自己設定，最小時間間隔為1分鐘。如果選擇手動采集方式。點擊一次采集便可獲得一張冠層圖片）獲取冠層圖像和光合有效輻射強度，圖像格式為標準的位圖圖像(.BMP)，圖像和光合有效輻射強度值保存于計算機的D:/CanopyFiles文件夾內。冠層圖像采集完成后，采集到的植物冠層圖像可以通過植物冠層分析軟件來計算冠層的各項指標。

（2）光斑設置的用法是：在沒有遮擋物的狀態下點擊“設置光斑"，然后點擊“實時顯示"，這時所顯示的數值為沒有遮擋物的光和有效輻射強度值減實時的光合有效輻射強度值。此數值不作為結果保存，只做參考。

5、植物冠層分析軟件使用說明

（1）打開冠層分析軟件，點擊“文件"，選擇“打開"選項或者直接點擊工具欄上的“打開"按鈕，選擇需要測量的植物冠層圖像（植物冠層圖像為于 D:/CanopyFiles文件夾內）

（2）點擊菜單上的 “測量選項"或工具欄上的“測量"按鈕，選擇合適的閾值和屏蔽區域（如圖像內沒有影響測量結果的其它物體圖像，也可不必屏蔽。）然后獲取測量結果。

（3）點擊“保存"按鈕，測量結果將以TXT文本文檔形式保存到的文件夾

（4）在“設置"菜單中可以選擇天頂角和方位角的個數，其它為系統默認即可

（5）閾值等級的設定

在選定要分析的冠層圖片后，點擊菜單上的“測量選項"或工具欄上的“測量"按鈕，在請輸入閾值等級欄手動輸入閾值參數，然后點擊應用，圖片上的冠層部分會變成綠色，如有冠層部分沒有變成綠色，請逐漸將閾值參數數值變大，直到冠層部分全部變成綠色為止。

九、裝箱單

移動式作物生長監測設備JN-YPZ100裝箱單