[发明专利]作物冠层光谱指数测量系统及方法

权利要求书

1.一种作物冠层光谱指数测量系统，其特征在于，包括：

测量子系统，由多个相同结构的测量单元组成，用于采集光学信号，测量该光学信号的光强之后进行处理，将处理后得到的数据发送给控制子系统，所述光学信号包括作为入射光的太阳光以及所述太阳光在作物冠层的反射光，所述处理包括放大和采样处理；

控制子系统，用于接收来自测量子系统的数据，并利用该数据计算作物冠层的光谱反射率，再根据所述光谱反射率和嵌入在控制子系统中的用于计算作物冠层光谱指数的模型来计算光谱指数，并且显示和存储计算结果。

2.如权利要求1所述的作物冠层光谱指数测量系统，其特征在于，所述测量子系统的测量单元和测量单元之间通过无线通信系统传递数据和指令。

3.如权利要求2所述的作物冠层光谱指数测量系统，其特征在于，所述测量单元包括传感器，传感器包括上部和下部的共2×N个光学通道，N≥4，其中上部的N个光学通道用于测量太阳光，下部的N个光学通道用于测量作物冠层反射光，每个光学通道包括凸透镜、滤光片、光电探测器以及外壁，所述凸透镜、滤光片和光电探测器均位于所述外壁内。

4.如权利要求3所述作物冠层光谱指数测量系统，其特征在于，所述滤光片位于凸透镜和光电探测器之间，所述光电探测器为光电二极管。

5.如权利要求3所述作物冠层光谱指数测量系统，其特征在于，测量太阳光的N个光学通道的表面还贴有漫射片。

6.如权利要求1所述的作物冠层光谱指数测量系统，其特征在于，所述控制子系统包括JN5139芯片。

7.如权利要求3所述的作物冠层光谱指数测量系统，其特征在于，所述传感器还包括依次连接的信号放大电路、A/D采样电路和射频无线发送电路，且所述信号放大电路与所述光电探测器连接。

8.一种利用权利要求1～7任一项所述的系统进行作物冠层光谱指数测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用所述测量子系统采集光学信号，测量该光学信号的光强之后进行处理，将处理后得到的数据发送给控制子系统，所述光学信号包括作为入射光的太阳光以及所述太阳光在作物冠层的反射光，所述处理包括放大和采样处理；

S2、利用同一波长通道的反射光光强和太阳光光强之比，计算作物冠层的光谱反射率：

其中，λ＝λ_i，i＝1，......N，N≥4，且为正整数；

S3、根据所述光谱反射率和控制子系统内嵌的用于计算作物冠层光谱指数的模型计算光谱指数，并且显示和存储计算结果。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述模型为：

XVI=a0+Σi=1Nairλi]]>

XVI为光谱指数，a_i表示计算系数，r_λi为第i个波长的光谱反射率。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在4个波段分别采集所述太阳光和反射光，所述4个波段的中心波长分别为550nm、650nm、766nm以及850nm。