[发明专利]植被冠层叶面积指数测量方法

说明书

本发明提供了一种植被冠层叶面积指数测量方法，涉及植被冠层参数测量的技术领域。本发明提供的方法包括：将第一光强度传感器和第二光强度传感器分别设置于待测区域的植被冠层的上方和下方；记录待测区域的经纬度值；在同一时刻，第一光强度传感器和第二光强度传感器分别测得冠层的顶部和底部的阳光辐射强度值Q₀和Q₁，记录测量时刻的时间值和天顶角θ；计算天顶角为θ时的冠层间隙率：在一天中，进行多次测量和记录，得到天顶角θ在0‑π/2范围内的多个冠层间隙率值；计算该待测区域的植被冠层叶面积指数：通过本发明提供的植被冠层叶面积指数测量方法，缓解了现有技术中测量植被冠层叶面积指数所存在的测量效率较低的技术问题。

技术领域

本发明涉及植被冠层参数测量的技术领域，尤其是涉及一种植被冠层叶面积指数测量方法。

背景技术

树木、草地和农作物等植被冠层参数是林学和农学等领域中评价植物光合作用特征的主要参数，在科学研究和生产实践中具有重要意义。一般来说，叶空间分布、天顶角和太阳高度角是冠层分析的重要参数。叶空间分布通过计算集聚指数得到，进而可以减小从有效叶面积指数到实际叶面积指数的计算误差；天顶角指入射光线与法线的夹角，通常情况下，垂直于镜面光线的天顶角为0°；太阳高度角指太阳光线与地面水平面的夹角，正午时为90°。

为了对草地植被生长状况进行定量监测和评估，需要进行测量以准确获取草地冠层叶面积指数指标。目前，测量方法一般可以分为直接测量法和间接测量法两大类。

(1)直接测量法：主要有收割破坏性测量和利用扫描仪手工原位量测等方式。该方法的优点是测量结果较为准确，但缺点是测量过程费时费力，且测量过程对植被具有破坏性，难以满足大尺度、长时间序列的测量需求。

(2)间接测量方法：基于光学原理，以Beer－Lambert(朗伯一比尔)定律为理论基础，定量描述入射光在植被冠层中的衰减规律，并通过获取植被冠层截获的光能量来计算叶面积指数。利用该方法获取冠层间隙率等参数间接反演植被冠层叶面积指数的优点是简单方便，快速高效，在一定程度上提高了叶面积指数参数的获取效率。但是，在面对大区域、长时间序列的草地植被冠层叶面积指数测量时，还存在以下几项缺点：

1)时空代表性受样本数量和天气状况等因素的影响较大。测量前需要设计一套合理的采样方案，选择合适的时间，依靠人工到野外进行逐点测量。

2)人工携仪器测量时，不仅受草地草层高度的限制，而且受这些仪器对测量条件和环境的制约。测量精度和代表性往往受人为主观因素的影响较大。例如，为满足仪器测量条件要求，人为主观选取草地生长状况好，且草层高度较高的样方进行测量；

3)当草地较为稀疏低矮时，传统手持间接测量仪器无法持续有效地获取植被冠层间隙率等关键参数，严重影响和降低了草地冠层叶面积指数的计算结果和精度。

综上所述，现有技术中对植被冠层叶面积指数进行测量的过程中，存在测量效率较低的技术问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种植被冠层叶面积指数测量方法，以缓解现有技术中测量植被冠层叶面积指数所存在的测量效率较低的技术问题。