植物冠層分析儀是野外植物冠層的一種便捷分析工具。我們都知道,植物冠層與植物生長密切相關,植物冠層過密會降低光合效率,影響植物生長、作物產量及品質,因此,植物冠層的分析意義重大。植被是陸表生態(tài)系統(tǒng)的重要組成成分,而葉片則是植被與外界進行相互作用的一個重要器官,葉面積指數(shù)是定量描述植被進行光合作用、呼吸作用、蒸騰作用的一個重要參數(shù),被定義為單位地表面積上植被冠層葉面積的一半。
對于葉面積指數(shù)的地面測量方法,分為直接和間接測量,已有眾多學者對每一種測量方法的優(yōu)缺點以及適應條件進行了充分的綜述。在眾多地面簡介測量方法中,利用攝影成像技術獲取植被葉面積指數(shù)是其中的一種重要分支。
成像方法測量葉面積指數(shù)的基本原理是通過對植被冠層進行單一角度或者多角度拍照,并采用一種合適的分類方法,根據(jù)拍照的角度不同,進行處理后得到植被冠層單一角度或者多角度間隙率,然后根據(jù)間隙率模型推算葉面積指數(shù)。相比較于一些專用的LAI測量儀器,在攝影成像法獲取葉面積指數(shù)的技術方案中,可用的成像設備類型比較豐富,包括專業(yè)的單反相機以及普通的數(shù)碼相機,還有早期的膠片相機。因此,攝影成像法是一種更為靈活的LAI地面測量技術。
傳統(tǒng)的植物冠層分析儀均是依靠人工手持式的進入觀測場地進行測量,這種傳統(tǒng)的方式比較適合小范圍內的較低時間頻次的測量。當需要進行大的空間范圍、較高的時間頻次的觀測的時候,傳統(tǒng)的方式需要消耗大量的人力和物力,且未必能夠獲取到滿足要求的地面觀測數(shù)據(jù)。
例如,在對遙感衛(wèi)星獲取的地面植被葉面積指數(shù)驗證的時候,為了獲取與衛(wèi)星對應的空間范圍與時間范圍的數(shù)據(jù),傳統(tǒng)的依靠單點的觀測方法,會顯得力不從心。基于無線傳感器網絡技術的低成本LAI網絡化測量系統(tǒng)可分別接收太陽下行總輻射冠層上節(jié)點,接收冠層透過輻射的冠層下節(jié)點,負責接收并轉發(fā)數(shù)據(jù)的匯聚節(jié)點。利用一天之中不同太陽高度角下的冠層透過率來反演冠層LAI。為在區(qū)域尺度上長時間序列植被冠層結構參數(shù)測量提供可能和方便。