[发明专利]一种用于植物冠层参数测量的装置

权利要求书

1.一种用于植物冠层参数测量的装置，其特征在于，包括：通过通信总线相连接的数据采集处理器和至少M个集成电路板，所述集成电路板为柔性结构；

所述集成电路板上设置有N组微单元，每组所述微单元包括硅光电池、红外温度探头以及TOF测距探头，N≥M≥1；

所述硅光电池用于测量植物冠层的总辐射、光合有效辐射或指定波段的光强；所述红外温度探头用于测量所述植物冠层的表面温度；所述TOF测距探头用于测量所述装置距离所述植物冠层的距离；

所述数据采集处理器用于收集并处理所述集成电路板传输的数据，获取所述植物冠层参数；

所述植物冠层参数包括结构分布参数，其获取方法为：根据每个所述TOF测距探头获取的距离值构建一个多点整距离图；根据所述多点整距离图获取所述植物冠层的所述结构分布参数；

所述植物冠层参数还包括所述植物冠层的LAI值，其获取方法为：

根据所述多点整距离图，获取所述植物冠层的整体角度分布，以获取叶倾角分布参数；

根据测量区域的经纬度及时间，获取天顶角；

利用公式获取所述植物冠层的LAI值；

其中，k为消光系数，Q_u为向上辐射值；Q_d为向下辐射值；x为叶倾角分布参数；θ为天顶角；

其中，向上辐射值Q_u和向下辐射值Q_d是利用所述硅光电池获取的；通过在所述集成电路板上设置不同型号的硅光电池；其中一类硅光电池用于测量全辐射值，另一类硅光电池用于测量有效辐射值，所有的用于测量全辐射值的硅光电池以及所有的用于测量有效辐射值的硅光电池，均两两对应的设置在所述集成电路板的正反两面；

则设置在所述集成电路板的正面的一类用于测量全辐射值的硅光电池所采集的数据为向上辐射值Q_u；设置在所述集成电路板的反面的一类用于测量全辐射值的硅光电池所采集的数据为向下辐射值Q_d。

2.根据权利要求1所述的用于植物冠层参数测量的装置，其特征在于，若M1，所述集成电路板均为条状结构，并固设于一柔性棒状安装体上，则每个所述集成电路板沿所述柔性棒状安装体的轴向方向串接排布。

3.根据权利要求1所述的用于植物冠层参数测量的装置，其特征在于，若M1，所述集成电路板均为圆弧状结构，并固设于一柔性环状安装体上，每个所述集成电路板在所述环状安装体上串接排布。

4.根据权利要求1所述的用于植物冠层参数测量的装置，其特征在于，若M1，所述集成电路板均固设于一柔性面状安装体的表面。

5.根据权利要求2、3或4任一所述的用于植物冠层参数测量的装置，其特征在于，在所述集成电路板的正反两面均设置有所述微单元。

6.根据权利要求5所述的用于植物冠层参数测量的装置，所述硅光电池用于测量植物冠层的总辐射，包括：

利用所述集成电路板的正面微单元中的所述硅光电池获取所述植物冠层的向上辐射值，并利用所述集成电路板的反面微单元中的所述硅光电池获取所述植物冠层的向下辐射值；计算所述向上辐射值与所述向下辐射值的差值，获取所述植物冠层的总辐射值。

7.根据权利要求5所述的用于植物冠层参数测量的装置，其特征在于，所述植物冠层参数包括NDVI指数，其获取方法为：

获取所述植物冠层的向上辐射值、向下辐射值、向上光合有效辐射值以及向下光合有效辐射值；

利用公式获取所述NDVI指数；

其中，P_u为向上光合有效辐射值；P_d为向下光合辐射有效值；

其中，设置在所述集成电路板的正面的另一类用于测量有效辐射值的硅光电池所采集的数据为向上光合有效辐射值P_u；设置在所述集成电路板的反面的另一类用于测量有效辐射值的硅光电池所采集的数据为向下光合有效辐射值P_d。

8.根据权利要求6所述的用于植物冠层参数测量的装置，其特征在于，所述植物冠层参数包括设定位置的太阳辐射透过率，其获取方法为：

获取所述植物冠层顶部的光辐射值，并获取所述设定位置的光辐射值；

利用公式：获取所述设定位置的太阳辐射透过率；

其中，g为设定位置的太阳辐射透过率；R_h为设定位置的光辐射值；Ro为植物冠层顶部的光辐射值。