CN110006390A - 辅助单木叶面积指数测定装置及方法 - Google Patents

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余坤勇
陈妍
刘健
赖壮杰
吴南锟
林灵辰
江宇森
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Abstract

本发明提出一种辅助单木叶面积指数测定装置及方法，其装置部分包括：相铰接且铰接部可锁定的安装杆和支撑杆，所述安装杆长度固定，所述支撑杆长度可调，所述铰接部设置有角度刻盘。本发明的作用在于提高测定叶面积指数的精度及效率。该方案主要借助于可调节高度及角度的金属杆辅助测定单木叶面积指数，不仅准确控制测量时植物冠层分析仪的高度及角度，有助于植物冠层分析仪调平。本发明通过固定测量时植物冠层分析仪的高度及角度，从而达到提高测定叶面积指数精度和效率的目的。

Description

辅助单木叶面积指数测定装置及方法
技术领域
本发明涉及植被和环境监测领域，尤其涉及一种辅助单木叶面积指数测定装置及方法。
背景技术
叶面积指数是植物叶面积与地面单位面积之比，被广泛的应用于生态、农业、气候变化等研究领域。叶面积指数是最基本的植被结构参数，反映植物叶面积数量与结构的变化，具有重要的理论价值和实际价值。测量叶面积指数有分层收割法、消光系数法、凋落叶法等方法。分层收割法精度高，但费时、费力且对森林有破坏作用；消光系数法需要确定消光系数k，而k值受到太阳高度角、树枝、叶角、树干量的影响；凋落物法则受到天气等因素的影响。
目前测定叶面积指数通常使用LAI-2200植物冠层分析仪测量，测量省时、省力且精度较高。使用LAI-2200植物冠层分析仪测量单木叶面积指数过程中，需要测量并记录LAI-2200植物冠层分析仪测定叶面积指数时的高度及调整几个不同角度。在野外测量时，通常为手持仪器，高度的测量和角度的调整都为人工操作，不仅较为耗时且误差较大。
发明内容
针对现有技术当中存在的不足和空白，本发明的目的在于提供一种辅助单木叶面积指数测定装置及方法，具体采用以下技术方案：
一种辅助单木叶面积指数测定装置，其特征在于，包括：相铰接且铰接部可锁定的安装杆和支撑杆，所述安装杆长度固定，所述支撑杆长度可调，所述铰接部设置有角度刻盘。为增强耐用性，安装杆和支撑杆采用金属杆。
优选地，所述支撑杆的底端设置有固定部。
优选地，所述固定部为圆盘形的固定底座或插入式固定锥。
以及根据以上测定装置的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将待测区域划分为多个样地，在每个样地内选取一棵或多棵标准木作为目标树；
步骤S2：确定A值和B值的观测点，调整并固定所述支撑杆的长度及安装杆和支撑杆的角度，将LAI-2200植物冠层分析仪安装在安装杆上；
步骤S3：测量获得成对的A值和B值。
优选地，步骤S3之后还包括以下步骤：
步骤S4：在目标树上放置3个或3个以上的目标球，用Stonex X300从3个不同方向扫描目标树，并将获得的图像进行拼接；
步骤S5：使用Cyclone软件剔除非目标树的多余点云数据，获得包括树高、胸径、冠幅的林分参数；
步骤S6：将点云数据以文本的形式导出，使用ArcGIS软件获取坐标，用于FV2200软件调整叶面积指数；
步骤S7：将步骤S3的测量结果传输至电脑，在FV2200中打开测得数据文件，依次打开测得的叶面积指数文件，分别输入测量时LAI-2200植物冠层分析仪的高度、树高、获取的坐标及树木冠幅，对叶面积指数进行校准计算。
优选地，步骤S3的测量天气或时间条件为阴天或日出、日落时刻；对于成对的A值和B值的测量，遮盖帽的尺寸须一致；在测量B值时，所述LAI-2200植物冠层分析仪的探头紧贴树干设置。
优选地，所述遮盖帽为90°遮盖帽。
本发明的作用在于提高测定叶面积指数的精度及效率。该方案主要借助于可调节高度及角度的金属杆辅助测定单木叶面积指数，不仅准确控制测量时植物冠层分析仪的高度及角度，有助于植物冠层分析仪调平。本发明通过固定测量时植物冠层分析仪的高度及角度，从而达到提高测定叶面积指数精度和效率的目的；通过统一固定植物冠层分析仪测量时的高度及角度，节约测量过程中确定高度、角度及调平气泡的时间、提高测量精度，大大减少后期数据处理的时间。借助两根金属杆辅助，利用金属杆固定高度及角度，确定植物冠层分析仪测量时的高度及角度，在测量过程中不必测量树木到测量点的高度及测量时仪器的角度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
图1是本发明装置实施例1整体结构示意图；
图2是本发明装置实施例1固定底座剖视示意图；
图3是本发明装置实施例2固定锥结构示意图；
图4是本发明方法实施例测定叶面积指数A值和B值的观测点选取示意图；
图5是本发明方法实施例FV2200软件界面示意图；
图6是本发明方法实施例叶面积指数调整窗口示意图；
图7是本发明方法实施例叶面积指数校准计算示意图；
图中：1-安装杆；2-支撑杆；3-铰接部；4-角度刻盘；5-固定底座；6-插入式固定锥。
具体实施方式
为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举2个装置实施例和1个方法，并配合附图，作详细说明如下：
如图1、图2所示，在本发明的第1个装置实施例中，包括：相铰接且铰接部可锁定的安装杆和支撑杆。即，在本发明装置结构当中，安装杆可围绕铰接部相对支撑杆转动，以便调整相对角度，而当相对角度调整至需求位置时，可以通过锁定装置固定这一相对角度。在本实施例中，该锁定装置的结构未作特殊设计，可选用如现有常规技术当中的销钉、螺栓配合孔槽结构实现这一功能。
在本实施例中安装杆长度固定；支撑杆长度可调，且调节后可以锁定，以便能够获得确定的高度；铰接部处设置有角度刻盘，方便读取相对角度的准确读数。为增强耐用性，安装杆和支撑杆采用金属杆。
为实现在实际测量使用当中的使支撑杆保持竖直，支撑杆的底端设置有固定部。在本实施例中，固定部为圆盘形的固定底座。该固定底座的面积和质量大于的安装杆和支撑杆，有利于在野外环境中使整体装置保持稳定。
如图3所示，在本发明的第2个装置实施例中，其余部分与实施例1相同，但在固定部上做了区别设计，其采用插入式固定锥的结构，能够直接插入土地中以便完成整体装置的固定，其相对于第1个装置实施例整体上会更为轻便。
如图4-图7所示，以下特举一方法实施例，对本发明提供的测定方法进行具体展示：
在本实施例中，选取的研究区位于福建省长汀县（25°35′-25°46′ N，116°16′-116°30′E），是我国典型水土流失区，东邻南山，南与涂坊、濯田接壤，北与新桥相连，西与策武交界。
（1）单木叶面积指数的测定
在研究区马尾松林内设置18 个20×20 m样地，林下为芒萁覆盖。在每个样地内选取2棵标准木作目标树，叶面积指数由LAI-2200植物冠层分析仪测定，在测量单木叶面积指数时，首先调节支撑杆的长度并将其固定后，再调节安装杆和支撑杆的相对角度，此时测定叶面积指数的高度和角度都是确定值，可将仪器放在辅助装置上直接测定。将植物冠层分析仪架在本发明装置上，测量相应数值。测量孤立木的叶面积指数使用90°遮盖帽测量4个A值及4个B值，其中所有A、B值最好观测相同部分的天空。
（2）地基激光雷达获取林分参数
在目标树上放置3个或3个以上的目标球，用Stonex X300从3个不同方向扫描目标树，将获得的图像进行拼接。拼接后并使用Cyclone软件剔除非目标树的多余点云数据，可获得树高、胸径、冠幅等林分参数；将点云数据以文本的形式导出，使用ArcGIS软件获取坐标，用于FV2200软件调整叶面积指数。
（3）单木叶面积指数校准计算
将测得的叶面积指数传输至电脑，在FV2200中打开测得数据文件。依次打开测得的叶面积指数文件，分别输入测量时植物冠层分析仪的高度、树高、上述获取的坐标及树木冠幅，可获得校准计算后更为精准的叶面积指数。
在本实施例中，LAI-2200植物冠层分析仪可用于不同天空条件下对植物的测量，但最优的天空条件为阴天或日出日落。测量时A值的时间及地点应尽可能接近测量B值时的时间及地点（A为Above，冠层上的读数；B为Below，冠层下的读数），对于任何成对的A、B读数，其遮盖帽的尺寸需一致。
对孤立木进行测量时，在树冠下探头应紧贴树干放置获取B值。探头放置在树冠最大枝条的上面或下面，避免枝条占据探头视野；同时应避免邻近树冠进入探头视野内。在测量单木叶面积指数时，将本发明装置调整至固定的高度及需要的角度，将植物冠层分析仪架在本发明装置上，测量相应数值。
本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的辅助单木叶面积指数测定装置及方法，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种辅助单木叶面积指数测定装置，其特征在于，包括：相铰接且铰接部可锁定的安装杆和支撑杆，所述安装杆长度固定，所述支撑杆长度可调，所述铰接部设置有角度刻盘。
2.根据权利要求1所述的辅助单木叶面积指数测定装置，其特征在于：所述支撑杆的底端设置有固定部。
3.根据权利要求2所述的辅助单木叶面积指数测定装置，其特征在于：所述固定部为圆盘形的固定底座或插入式固定锥。
4.根据权利要求1所述的辅助单木叶面积指数测定装置的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将待测区域划分为多个样地，在每个样地内选取一棵或多棵标准木作为目标树；
步骤S2：确定A值和B值的观测点，调整并固定所述支撑杆的长度及安装杆和支撑杆的角度，将LAI-2200植物冠层分析仪安装在安装杆上；
步骤S3：测量获得成对的A值和B值。
5.根据权利要求4所述的辅助单木叶面积指数测定装置的测定方法，其特征在于，步骤S3之后还包括以下步骤：
步骤S4：在目标树上放置3个或3个以上的目标球，用Stonex X300从3个不同方向扫描目标树，并将获得的图像进行拼接；
步骤S5：使用Cyclone软件剔除非目标树的多余点云数据，获得包括树高、胸径、冠幅的林分参数；
步骤S6：将点云数据以文本的形式导出，使用ArcGIS软件获取坐标，用于FV2200软件调整叶面积指数；
步骤S7：将步骤S3的测量结果传输至电脑，在FV2200中打开测得数据文件，依次打开测得的叶面积指数文件，分别输入测量时LAI-2200植物冠层分析仪的高度、树高、获取的坐标及树木冠幅，对叶面积指数进行校准计算。
6.根据权利要求4所述的辅助单木叶面积指数测定装置的测定方法，其特征在于：步骤S3的测量天气或时间条件为阴天或日出、日落时刻；对于成对的A值和B值的测量，遮盖帽的尺寸须一致；在测量B值时，所述LAI-2200植物冠层分析仪的探头紧贴树干设置。
7.根据权利要求6所述的辅助单木叶面积指数测定装置的测定方法，其特征在于：所述遮盖帽为90°遮盖帽。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007171033A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Univ Nagoya 葉面積指数の間接測定方法および間接測定システム
CN101413875A (zh) * 2008-11-25 2009-04-22 中山大学 一种树木冠层分析仪的数据采集装置
CN107167171A (zh) * 2017-07-27 2017-09-15 安徽农业大学 便捷式多角度冠层测定平台及冠层测定系统
CN108267402A (zh) * 2017-12-07 2018-07-10 中国科学院遥感与数字地球研究所 一种便携式手动多角度观测装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007171033A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Univ Nagoya 葉面積指数の間接測定方法および間接測定システム
CN101413875A (zh) * 2008-11-25 2009-04-22 中山大学 一种树木冠层分析仪的数据采集装置
CN107167171A (zh) * 2017-07-27 2017-09-15 安徽农业大学 便捷式多角度冠层测定平台及冠层测定系统
CN108267402A (zh) * 2017-12-07 2018-07-10 中国科学院遥感与数字地球研究所 一种便携式手动多角度观测装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨玉盛等: "《生态学实验与技术教程》", 31 October 2008, 福建教育出版社 *

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