[发明专利]作物植被指数测定系统

说明书

技术领域

本发明涉及光谱测量技术领域，尤其涉及一种作物植被指数测定系统。 

背景技术

植被长势、营养等信息能够反映在光谱反射率上，利用作物冠层叶片的反射光谱可以检测作物冠层叶片的叶绿素含量或氮素含量，进而判断作物长势。归一化差值植被指数(Normalized Difference Vegetation Index，以下简称：NDVI)是可见光与近红外两波段处的反射率归一化比值。NDVI一方面反映植被光合作用的有效辐射吸收情况；另一方面能够反映作物群体大小、健康程度情况，是目前应用最为广泛的植被指数。 

作物冠层的光谱反射率测量仪器，主要包括光学系统和电子系统。目前这些仪器中，有些采用光学系统与电子系统一体化的设计方式，有些采用通过电缆连接光学系统与电子系统的分体式设计。一体化设计的光谱反射率测量仪器便携性能差，研究人员需背负沉重的仪器在田间进行测量。而通过电缆连接的分体式光谱反射率测量仪器，不仅会使光电传感器的输出电信号衰减，影响测量结果的可靠性，而且电缆连接的测量仪器不便于田间的测试操作。因此，现有作物冠层的光谱反射率测量仪器，不能同时满足测量结果可靠且便于携带的测量需求，在农业生产方面的应用受到了限制。 

发明内容

本发明提供一种作物植被指数测定系统，能同时满足测量准确且便于携带的田间测量需求，实现了同时测量多个作物植被指数的目的。 

本发明实施例提供一种作物植被指数测定系统，包括： 

至少一个传感装置，用于测量作物冠层反射光的强度和作物冠层太阳辐射光的强度，并将所述作物冠层反射光的强度和所述作物冠层太阳辐射光的强度，通过无线通信链路发送给控制装置； 

所述控制装置，用于通过所述无线通信链路接收所述传感装置发送的所述作物冠层反射光的强度和所述作物冠层太阳辐射光的强度，并根据所述作物冠层反射光的强度和所述作物冠层太阳辐射光的强度，计算所述作物的植被指数；所述传感装置与所述控制装置组成无线传感网络。 

在上述方案基础上，所述传感装置包括：光学通道，用于分别采集作物冠层反射光和作物冠层太阳辐射光；光电转换电路，与所述光学通道连接，用于将所述光学通道采集到的所述作物冠层反射光转换为反射光电压信号并进行放大处理，将所述光学通道采集到的所述作物冠层太阳辐射光转换成太阳光电压信号并进行放大处理；无线发射电路，与所述光电转换电路连接，用于分别将经过放大处理的所述反射光电压信号和所述太阳光电压信号发送给所述控制装置。 

在上述方案基础上，所述控制装置包括：第二无线通信模块，用于接收来自所述第一无线通信模块的所述反射光电压信号和所述太阳光电压信号；显示模块，与所述第二无线通信模块连接，用于显示所述反射光电压信号和所述太阳光电压信号；计算模块，与所述第二无线通信模块连接，用于根据所述反射光电压信号和所述太阳光电压信号，计算所述作物的植被指数；所述显示模块，还与所述计算模块连接，用于显示所述作物的植被指数； 

所述计算模块计算植被指数的公式为： 其中，I_NDVI为NDVI植被指数，k反映了传感装置中光学通道的特性；U_Rr为所述作物冠层反射光中红光波段的强度所对应的电压值，U_IRr为所述作物冠层反射光中近红外波段的强度所对应的电压值，U_R为所述作物冠层太阳辐射光中红光波段的强度所对应的电压值，U_IR为所述作物冠层太阳辐射光中近红外波段的强度所对应的电压值； 

基于NDVI的叶绿素含量C的指数曲线预测方程为： 

其中，a，b均为常数。 

在上述方案基础上，所述光学通道包括第一光学通道、第二光学通道、第三光学通道和第四光学通道；第一光学通道，用于测量所述作物冠层反射光中红光波段；第二光学通道用于测量所述作物冠层反射光中近红外波段；第三光学通道用于测量作物冠层太阳辐射光中红光波段；第四光学通道用于 测量作物冠层太阳辐射光中近红外波段。