[发明专利]地表植被参数监测装置、系统及方法

说明书

本发明公开了一种地表植被参数监测装置，所述装置包括：数据采集器，分别与所述数据采集器连接的多个激光雷达、存储器，为所述数据采集器供电的电源模块；所述数据采集器及所述电源模块安装在机箱内，所述机箱以可拆卸方式安装在支架上，所述支架固定在植被监测区域的地面上；所述激光雷达，用于按照设定时间间隔对地表目标植被进行点云扫描；所述数据采集器，用于获取各激光雷达输出的点云数据，并将所述点云数据保存到所述存储器。本发明还公开了一种地表植被参数监测系统及方法。利用本发明，可以实现对地表植被自动、连续、全天候的数据采集。

技术领域

本发明涉及植被监测领域，具体涉及一种地表植被参数监测装置、系统及方法。

背景技术

叶面积指数(LAI)，亦称叶面积系数，是指单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数，是表示植被利用光能状况和冠层结构的一个综合指标。在生态学中，叶面积指数是生态系统的一个重要结构参数，用来反映植物叶面数量、冠层结构变化、植物群落生命活力及其环境效应，为植物冠层表面物质和能量交换的描述提供结构化的定量信息，并在生态系统碳积累、植被生产力和土壤、植物、大气间相互作用的能量平衡，以及植被遥感等方面起重要作用。

叶面积指数的测量最直接的做法是将一平米作物全部破坏取回实验室，进行叶面积测量，然后统计总的叶片面积，根据统计结果得到叶面积指数，但这种方法对于有些作物比较困难。鉴于此，现有技术中提供了一些间接测定方法及相应的测量仪器，比如基于遥感图像(通过遥感图像数据建立模型来计算叶面积指数)的方法、基于辐射测量的方法(通过测量辐射透过率来计算叶面积指数。无论是基于遥感图像还是基于辐射测量的方法，都还存在一定的不足，主要体现在以下几方面：

1)容易受到天气影响，比如基于遥感图像的方法测量时需要均一的光环境，基于辐射测量的方法测量时需要在晴天下工作；

2)地面测量仪器大都采用手持式的测量方式，人工成本高。

3)无法做到实时在线的数据采集及监测。

发明内容

本发明提供一种地表植被参数监测装置、系统及方法，可以实现对地表植被自动、连续、全天候的数据采集。

为此，本发明提供如下技术方案：

一种地表植被参数监测装置，所述装置包括：

数据采集器，分别与所述数据采集器连接的多个激光雷达、存储器，为所述数据采集器及所述激光雷达供电的电源模块；所述数据采集器及所述电源模块安装在机箱内，所述机箱以可拆卸方式安装在具有一定高度的支架上，所述支架固定在植被监测区域的地面上；

所述激光雷达，用于持续对地表目标植被进行点云扫描；

所述数据采集器，用于获取各激光雷达输出的点云数据，并将所述点云数据保存到所述存储器。

可选地，所述激光雷达以可拆卸方式安装在所述支架上，并与所述数据采集器通过数据线连接；或者所述激光雷达以可拆卸方式安装在远离所述支架的支撑物上，并与所述数据采集器无线连接。

可选地，所述多个激光雷达包括以下任意一种或多种：三维激光雷达、垂直激光雷达、水平激光雷达。

可选地，所述激光雷达的水平扫描角度为10～90度，垂直扫描角度为10～90度，探测距离为4～6000米。

可选地，所述电源模块为可交流充电的蓄电池、或者为可太阳能充电的蓄电池。

可选地，所述装置还包括：一个或多个与所述数据采集器连接的多光谱相机，用于按照设定时间间隔采集地表目标植被的不同光谱带的图像；

所述数据采集器还用于获取所述多光谱相机输出的图像数据，并将所述图像数据保存到所述存储器。