CN103837482A

CN103837482A - 用于测定间套作大豆冠层光谱数据的测定装置

Info

Publication number: CN103837482A
Application number: CN201410100597.7A
Authority: CN
Inventors: 杨峰; 杨文钰; 黄山; 武晓玲; 刘卫国; 雍太文; 王小春; 王锐; 杜俊波; 刘江
Original assignee: Sichuan Agricultural University
Current assignee: Sichuan Agricultural University
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2034-03-18
Also published as: CN103837482B

Abstract

本发明提供了一种用于测定间套作大豆冠层光谱数据的测定装置，用于遮挡间套作大豆中的高位作物并测定大豆冠层光谱数据，包括：可沿大豆生长方向伸缩的安装架；安装在安装架上，且能够随安装架移动以将高位作物与大豆隔离开并能够吸收高位作物反射光的遮挡板；用于测定大豆冠层光谱的光谱仪。工作时，将安装架安装在平行于间套作大豆行的两边，然后在安装架上安装能够遮挡高位作物的黑色遮挡板以及光谱仪。本申请中设置了能够随安装架沿大豆生长方向移动，以遮挡高位作物，实现高位作物与大豆的隔离，同时还可吸收高位作物的反射光线的遮挡板，可解决高位作物的遮挡大豆的问题及光反射对大豆光谱测定的影响，因此，有效提高了测定数据的准确性。

Description

用于测定间套作大豆冠层光谱数据的测定装置

技术领域

本发明涉及农业生产技术领域，特别涉及一种用于测定间套作大豆冠层光谱数据的测定装置。

背景技术

在全球人口急剧增加、耕地面积日益减少的背景下，我国粮食需求刚性增加，产需矛盾日益突出，特别是作为粮、油、饲兼用作物的大豆需求不断增加，然而其在北方主产区种植面积下降，使得进口依存度巨大，产业形势严峻。

为了提高大豆的产量，目前采用间套复种的方式，大力发展间套作大豆对提高土地利用率，扩大大豆生产，增加大豆产量意义重大。目前，南方间套作大豆种植被列入国家种植业发展第十二个五年规划（2011-2015）的主要任务，西南地区玉米-大豆带状套作种植技术连续5年被列为农业部主推技术。

在间套作大豆生产过程中，氮营养状况是大豆产量和品质潜力能否很好的发挥的关键因素之一。尽管大豆50%左右的氮素来自于固氮作用，但由于南方多熟制中前茬作物对地力的消耗，间套作作物间的养分竞争，加之苗期根瘤未形成，盛花到鼓粒期需求大，极易发生缺氮。而氮肥用量过多，不仅会造成大豆的旺长、倒伏、结荚率下降，而且还会造成资源的浪费和多种环境问题，氮素供需状况很难把握。我们先前在玉米-大豆带状套作种植研究中也发现，大豆氮肥用量不合理，特别是开花结荚期受8月中旬到9月上旬季节性降水的影响，营养生长和生殖生长不协调，产量品质下降。因此，科学、实时、高效的进行间套作大豆生长状况监测对大豆产量品质的提高和农业生产的可持续发展具有重要意义。

高光谱遥感技术以光谱分辨率高、波段连续性强、光谱信息量大等优点成为作物生长状况诊断的新方法和手段。由于光谱测定技术均是在晴朗无云或者少云的中午左右进行，以保证测量的准确性，而在间套作大豆系统中，高位作物叶片对低位作物大豆冠层会存在局部遮挡，不利于光谱的直接测定，影响到光谱数据的准确性。同时，高位作物叶片的漫反射对光谱数据也有一定的影响，而使得测量的准确性降低。

因此，如何提供一种用于测定间套作大豆冠层光谱数据的测定装置，降低高位作物对大豆的影响，以提高测定结果的准确性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于测定间套作大豆冠层光谱数据的测定装置，降低高位作物对大豆的影响，以提高测定结果的准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种用于测定间套作大豆冠层光谱数据的测定装置，用于遮挡间套作大豆中的高位作物并测定大豆冠层光谱数据，其包括：

可沿大豆生长方向伸缩的安装架；

安装在所述安装架上，且能够随所述安装架移动，以将高位作物与大豆隔离开并能够吸收高位作物反射光的遮挡板；

用于测定大豆冠层的光谱的光谱仪。

优选地，上述的测定装置中，所述安装架包括：

能够沿大豆生长方向伸缩，且具有至少两个分别遮挡与所述大豆相邻排高位作物的活动杆分组的活动杆组；

安装在所述活动杆分组上的安装杆，所述遮挡板安装在所述安装杆上。

优选地，上述的测定装置中，所有的所述活动杆分组并排平行布置，且每个所述活动杆分组均具有两个可伸缩的活动杆，所述安装杆与两个所述活动杆均相连。

优选地，上述的测定装置中，所述安装架还包括：

连接相邻两个所述活动杆分组的连接杆；

安装在所述连接杆上，且可沿大豆生长方向伸缩的探头安装杆，所述光谱仪的探头安装在所述探头安装杆的伸缩段上。

优选地，上述的测定装置中，所述连接杆与相邻两个所述活动杆分组中同侧的活动杆相连。

优选地，上述的测定装置中，所述连接杆为具有刻度的刻度杆。

优选地，上述的测定装置中，所述活动杆包括可滑动套接的两个钢管和用于锁紧两个所述钢管的锁紧螺钉。

优选地，上述的测定装置中，所述活动杆的顶部设置有用于支撑所述安装杆的锐角叉。

优选地，上述的测定装置中，所述遮挡板为黑色棉布。

优选地，上述的测定装置中，所述光谱仪为高光谱遥感光谱仪。

本发明提供了一种用于测定间套作大豆冠层光谱数据的测定装置，用于遮挡间套作大豆中的高位作物并测定大豆冠层光谱数据，其包括：可沿大豆生长方向伸缩的安装架；安装在安装架上，且能够随安装架移动以将高位作物与大豆隔离开并能够吸收高位作物反射光的遮挡板；用于测定大豆冠层的光谱的光谱仪。测定时，将安装架安装在间套作大豆的生长田间，然后在安装架上安装能够将高位作物与大豆隔离开的遮挡板，且该遮挡板能够吸收高位作物的反射光线，以防止高位作物对大豆冠层光环境的影响，并设置能够测定大豆冠层光谱的光谱仪。由于本申请中设置了能够随安装架沿大豆生长方向移动，以遮挡高位作物的遮挡板，可解决高位作物遮挡大豆及光反射对大豆光谱测定的影响，因此，有效提高了测定数据的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于测定间套作大豆冠层光谱数据的测定装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的连接杆与探头安装杆连接的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的活动杆的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于测定间套作大豆冠层光谱数据的测定装置，降低高位作物对大豆的影响，以提高测定结果的准确性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-图3所示，本发明实施例公开了一种用于测定间套作大豆冠层光谱数据的测定装置，用于遮挡间套作大豆中的高位作物并测定大豆冠层光谱数据，该测定装置包括：安装架、遮挡板3和光谱仪。

其中，该安装架为整个装置的支撑平台，为遮挡板3和光谱仪的安装提供了安装平台。由于在农作物生长过程中，大豆和高位作物会不断长高，因此，为了提高适用范围，本申请中的安装架为能够沿大豆生长方向伸缩的安装架，即能够沿垂直方向伸缩。

上述的遮挡板3安装在安装架上，且其能够随安装架的伸缩而移动，以保证该遮挡板3能够遮挡住高位作物的冠层，由于该遮挡板3能够将大豆与高位作物隔离开，因此，可解决高位作物对大豆的遮挡，此外，该遮挡板3还能够吸收高位作物的反射光线，因此，可解决高位作物漫反射对大豆光线的影响。

而上述的光谱仪则是完成对大豆冠层测定的必备装置。

工作时，将安装架安装在间套作大豆的生长田间，然后在安装架上安装能够将高位作物与大豆隔离开的遮挡板3，且该遮挡板3能够吸收高位作物的反射光线，以防止高位作物对大豆冠层光环境的影响，并设置能够测定大豆冠层光谱的光谱仪。由于本申请中设置了能够随安装架沿大豆生长方向移动，以遮挡高位作物的遮挡板3，可解决高位作物遮挡大豆及光反射对大豆光谱测定的影响，因此，有效提高了测定数据的准确性。

具体的实施例中提供了一种安装架的具体结构，其包括：能够沿大豆生长方向伸缩的活动杆组和安装上述的遮挡板3的安装杆2。其中，活动杆组具有至少两个分别遮挡与大豆相邻排的高位作物的活动杆分组，优选地，设定两个活动杆分组，用于将与被测定的大豆相邻排的高位作物与大豆隔离开，避免相邻排的高位作物对大豆测定的影响。此外，在每个活动杆分组上均设置有安装杆2，并将遮挡板3安装在安装杆2上，以使每个安装架具有两个能够实现遮挡作用的遮挡结构，即实现对大豆两侧高位作物的同时遮挡。在实际中对于安装架的结构可在上述基础上进行相应的改进，只要是能够实现对遮挡板3的高度可调节的架设即满足本申请的要求。

优选的实施例中，上述所有的活动杆分组均并排平行布置，由于在间套作大豆的种植田中，大豆和高位作物是一排一排相间布置，因此，在对机架安装时，需要保证活动杆分组的布置方向与大豆所在排的方向平行，以实现对大豆与相邻两排高位作物的隔离。为了节省成本，本申请中的活动杆分组均具有两个可伸缩的活动杆1，上述的安装杆2与这两个活动杆1均连接。具体地，安装杆2为两个，包括安装在活动杆1伸缩段的上杆和安装在活动杆1固定段的下杆，通过活动杆1的伸缩运动，实现遮挡板3位置的调节，在此基础上的遮挡板3为同样为可伸缩的板。另外，该安装杆2还可仅为一个，且设置在活动杆1的伸缩段上，上述的遮挡板3架设在该安装杆2上，并随安装杆2上下移动。

进一步的实施例中，该安装架还包括：连接杆4和安装在连接杆4上的探头安装杆5。其中，该连接杆4连接相邻的两个活动杆分组，而探头安装杆5安装在该连接杆4上，以实现该探头安装杆5位于两个活动杆分组之间，即实现对中间的大豆冠层进行测定。为了实现对不同高度的大豆进行测定，本申请中的探头安装杆5为可沿大豆生长方向伸缩的伸缩杆，且上述的光谱仪的探头安装在该探头安装杆5的伸缩段上，即该探头随探头安装杆5的伸缩而上下移动。

在一具体实施例中该连接杆4与相邻两个活动杆分组中同侧的活动杆1相连，以实现该连接杆4垂直于活动杆分组所在平面。以避免影响两个活动杆分组之间的大豆。此处，只是提供了一种光谱仪的探头的安装方式，但本申请中并不仅限于此，对于其他可实现上述目的的安装方式均在保护范围内。

为了便于对上述用于安装探头的探头安装杆5在连接杆4上位置的调节和距离的确定，本申请中将该连接杆4设置为具有刻度的刻度杆。对于刻度杆的刻度值和精度需要根据测定的需要进行设定。同理，还可将上述的探头安装杆5和活动杆1均设置为具有刻度的杆。

在一具体实施例中将活动杆1设置为由可滑动套接的两个钢管（包括内侧钢管12和外侧钢管13）和用于锁紧这两个钢管的锁紧螺钉14构成。其中，滑动套接的钢管为无缝钢管，为了实现滑动套接的钢管的定位，在外侧钢管13上开设螺纹孔，并安装紧定螺钉14。在需要调整活动杆1长度时，可旋松紧定螺钉14，以释放内侧钢管12，然后调节内侧钢管12的位置，调节好长度后，旋紧紧定螺钉14，以使紧定螺钉14与内侧钢管12相抵，从而实现对内侧钢管12的限位。

本申请中的活动杆1与安装杆2的连接、活动杆1与连接杆4的连接以及连接杆4与探头安装杆5的连接均可采用紧定螺钉的方式将两者连接在一起。

更进一步的实施例中，上述的活动杆1的顶部设置有用于支撑安装杆2的锐角叉11。安装时，将安装杆2架设在该锐角叉11内，实现对安装杆2的安装。通过该连接方式可极大的简化安装和拆卸过程，可提高工作效率。

在上述技术方案的基础上，将上述的遮挡板3设置为黑色棉布，以实现高位作物与大豆的隔离，同时吸收高位作物漫反射的光线。由于黑色吸光材料的反射率低，因此可提高测定的结果。本领域技术人员可以理解的是，在实际中还可采用其他具有吸光性的遮挡板3。

由于高光谱遥感技术具有光谱分辨率高、波段连续性强、光谱信息量大等优点，因此优选的实施例中采用高光谱遥感光谱。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种用于测定间套作大豆冠层光谱数据的测定装置，用于遮挡间套作大豆中的高位作物并测定大豆冠层光谱数据，其特征在于，包括：

可沿大豆生长方向伸缩的安装架；

安装在所述安装架上，且能够随所述安装架移动以将高位作物与大豆隔离开并能够吸收高位作物反射光的遮挡板（3）；

用于测定大豆冠层光谱的光谱仪。

2.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于，所述安装架包括：

安装在所述活动杆分组上的安装杆（2），所述遮挡板（3）安装在所述安装杆（2）上。

3.根据权利要求2所述的测定装置，其特征在于，所有的所述活动杆分组并排平行布置，且每个所述活动杆分组均具有两个可伸缩的活动杆（1），所述安装杆（2）与两个所述活动杆（1）均相连。

4.根据权利要求3所述的测定装置，其特征在于，所述安装架还包括：

连接相邻两个所述活动杆分组的连接杆（4）；

安装在所述连接杆（4）上，且可沿大豆生长方向伸缩的探头安装杆（5），所述光谱仪的探头安装在所述探头安装杆（5）的伸缩段上。

5.根据权利要求4所述的测定装置，其特征在于，所述连接杆（4）与相邻两个所述活动杆分组中同侧的活动杆（1）相连。

6.根据权利要求4所述的测定装置，其特征在于，所述连接杆（4）为具有刻度的刻度杆。

7.根据权利要求3所述的测定装置，其特征在于，所述活动杆（1）包括可滑动套接的两个钢管和用于锁紧两个所述钢管的锁紧螺钉（14）。

8.根据权利要求3所述的测定装置，其特征在于，所述活动杆（1）的顶部设置有用于支撑所述安装杆（2）的锐角叉（11）。

9.根据权利要求1-8任一项所述的测定装置，其特征在于，所述遮挡板（3）为黑色棉布。

10.根据权利要求9所述的测定装置，其特征在于，所述光谱仪为高光谱遥感光谱仪。