一、仪器简介

移动式作物生长监测设备JN-YPZ100，又称移动式作物生长监测站，便携式移动式作物监测设备，用于各种高度植物冠层的研究，利用鱼眼镜头和CCD图像传感器获取植物冠层图像，通过专用分析软件，获得植物冠层的相关指标和参数。利用鱼眼镜头成像测量植物冠层数据，只操作一次即可，简化了传统测量方法要一天定点多次测量的繁复工作，而且利用图像法测量冠层可以主动避开不符合计算该冠层结构参数的冠层空隙部分，也可以躲开不符合测量计算的障碍物。

二、测量参数

• 叶面积指数

• 叶片平均倾角

• 散射辐射透过率

• 不同太阳高度角下的直射辐射透过率

• 不同太阳高度角下的消光系数

• 叶面积密度的方位分布

三、用途与适用范围

• 可测算植物冠层的太阳直射光透过率、天空散射光透过率、冠层的消光系数，叶面积指数和叶片平均倾角等

• 可用于农作物、果树、森林内冠层受光状况的测量和分析

• 可用于不同植物群体结构的比较

• 可对农田作物群体生长过程进行动态监测

• 适用于生态学野外植物群体动态监测的研究与教学

• 适用于农业、园艺、林业领域有关栽培、育种、 植物群体对比与发展的研究与教学

四、原理与方法

植物冠层图象分析仪采用了冠层孔隙率与冠层结构相关的原理。它是根据光线穿过介质减弱的比尔定律，在对植物冠层定义了一系列假设前提的条件下，采用半理论半经验的公式，通过冠层孔隙率的测定，计算出冠层结构参数。这是目前世界上各种冠层分析仪一致采用的原理。在上述原理下， 植物冠层图象分析仪采用的是对冠层下天穹半球图像分析测量冠层孔隙率的方法，该方法是各类方法中确和、省时、快捷方便的方法。

五、结构特点

• 专门为植物冠层结构测量设计的小型鱼眼摄像镜头安装在万向平衡接头上，可自动保持镜头处于水平状态

• 镜头安装在测杆一端，可以方便地水平向前或垂直向上伸入到茂密的冠层中，测杆一端的通迅线可联接在计算机上，方便取图操作

• 由于小巧和带有测量杆，可伸入冠层不同高度处，快速地进行分层测量，测出群体内光透过率和叶面积指数垂直分布图

• 测量杆上附带有线性ＰＡＲ探头，同时可测量冠层内外的光量子通量密度(μmol/㎡•S)值，该值可以做为冠层内能量分析的参考值 。

六、功能特点

• 非破坏性地测定冠层结构

• 可以测量冠层内外的光合有效辐射(PAR)

• 手持式万向接头自动水平调整探头，无需三角架

• 仪器使用不受阴天、刮风等条件的影响

• 随身携带的笔记本计算机可以帮助你正确选点取样，即时决定图像的取舍

• 由外接锂电池组提供电源便于观测和长时间测量，尤其适合完成野外繁重的观测任务

• 图像分析软件可以任意定义图像分析区域(天顶角可分10个区域，方位角可分10个区域)。对不同方向的冠层进行区域性分析时，可以任意屏蔽地物景像和不合理的冠层部分(如缺株、边行问题等)。对不同天顶角起始角和终止角的选择，可以避开不符合计算该冠层结构参数的冠层孔隙条件，通过手动调节阈值，可以更精准的测量出叶面积指数等参数。

七、主要技术参数

• 镜头角度：150°

• 分辨率：768×494pix

• 测量范围：天顶角由0°～75°(150°鱼眼镜头)可分割成十个区域，方位角360°亦可分割成十个区域

• PAR感应范围：感应光谱400nm～700nm

• 测量范围0～2000μmol/㎡•S

• PAR光量子传感器：25个

• 镜头直径6cm，高10cm，测量杆长300mm

• 总 重 量：500克(不含笔记本电脑)

• 传输接口：USB

• 工作温度：0～55℃

• 电 源：8.4v可充电锂电池组

八、使用说明

1、仪器组成

移动式作物生长监测设备JN-YPZ100由150°鱼眼镜头、工业相机，par传感器（par传感器内置于测量杆内，鱼眼镜头及工业相机安装在测量杆顶端）内置微型笔记本计算机、图像分析软件和高容量的可充电电池组等成。鱼眼探头安装在一个测量杆的顶端，它可以获取150°视角的鱼眼图像。图像的显示和存贮及分析由配置的笔记本计算机完成。

2、仪器连接

（1）将仪器的各个部件与数据线连接起来，包括鱼眼镜头与测量杆的连接，笔记本与测量杆的USB连接线，笔记本与电池盒的USB连接线，测量杆与电池盒的连接插头等。

连线示意图

（2）打开笔记本电源和电池盒电源开关

（3）打开冠层自动采集软件，选择“连接”，您可以在计算机屏幕上看到动态的高精度的植物冠层黑白鱼眼图像，然后选择串口（一般为COM3），再选择“实时显示”便会显示实时光合有效辐射强度值。选择获取方式（自动采集和手动采集）便可获取冠层图像和光合有效辐射强度，图像格式为标准的位图图像(.BMP)，图像和光合有效辐射强度值保存于计算机的D:/CanopyFiles文件夹内（该文件夹自动建立）。

（4）打开植物冠层分析软件可直接分析通过采集软件采集的图片

3、软件的安装

本仪器软件由数据采集软件和数据分析软件组成，本仪器出厂前软件已安装到随仪器配备的笔记本电脑上，客户不需要自己安装。

4、自动采集软件使用说明

（1）自动采集软件可以方便的采集植物冠层图像和光合有效辐射强度

仪器连接好后，将鱼眼探头放在要测量的植物冠层下方，打开冠层自动采集软件，选择“连接”，您可以在计算机屏幕上看到动态的高精度的植物冠层黑白鱼眼图像，然后选择 串口（一般为COM3），再选择“实时显示”便会显示实时光合有效辐射强度值，将PAR探头放在植物冠层内外的不同位置，可以测出各个位置的PAR值。选择获取方式（自动采集和手动采集。如果选择自动采集方式，软件会每隔3分钟采集一次图片，采集间隔可自己设定，最小时间间隔为1分钟。如果选择手动采集方式。点击一次采集便可获得一张冠层图片）获取冠层图像和光合有效辐射强度，图像格式为标准的位图图像(.BMP)，图像和光合有效辐射强度值保存于计算机的D:/CanopyFiles文件夹内。冠层图像采集完成后，采集到的植物冠层图像可以通过植物冠层分析软件来计算冠层的各项指标。

（2）光斑设置的用法是：在没有遮挡物的状态下点击“设置光斑”，然后点击“实时显示”，这时所显示的数值为没有遮挡物的光和有效辐射强度值减实时的光合有效辐射强度值。此数值不作为结果保存，只做参考。

5、植物冠层分析软件使用说明

（1）打开冠层分析软件，点击“文件”，选择“打开”选项或者直接点击工具栏上的“打开”按钮，选择需要测量的植物冠层图像（植物冠层图像为于 D:/CanopyFiles文件夹内）

（2）点击菜单上的 “测量选项”或工具栏上的“测量”按钮，选择合适的阈值和屏蔽区域（如图像内没有影响测量结果的其它物体图像，也可不必屏蔽。）然后获取测量结果。

（3）点击“保存”按钮，测量结果将以TXT文本文档形式保存到的文件夹

（4）在“设置”菜单中可以选择天顶角和方位角的个数，其它为系统默认即可

（5）阈值等级的设定

在选定要分析的冠层图片后，点击菜单上的“测量选项”或工具栏上的“测量”按钮，在请输入阈值等级栏手动输入阈值参数，然后点击应用，图片上的冠层部分会变成绿色，如有冠层部分没有变成绿色，请逐渐将阈值参数数值变大，直到冠层部分全部变成绿色为止。

九、装箱单

移动式作物生长监测设备JN-YPZ100装箱单