棉花冠层结构测定方式探索
基于高光谱数据的棉花冠层FPAR和LAI的估算研究
Est ima t in g of Cot t on Can opy Fract ion of Photosyn t het ica lly Act ive Ra diat ion an d Leaf Area In dex Ba sed on Hyper spectr al Remote Sen sin g Da ta
3
α = 1 % , n = 70) , 估算精度 为 ,
82. 4 % , 与反射光谱 758 nm 估测 LA I 的精度接近 。结果表明 ,棉花冠层光谱数据可以对光合 有效辐射截获量 FPA R 和 LA I 进行实时 、 无损 、 动态 、 定量的估算 。 关键词 : 棉花冠层 ;高光谱 ; F PAR ;LA I ;估算研究 中图分类号 :S562. 01 文献标识码 :A 文章编号 :100227807 (2009) 0520388206
ZHAO Peng2j u , WAN G Deng2wei 3 , HUAN G Chun2yan , MA Qi n2jian
( Key L abora tor y of O as is Ecol og y A g ricul t u re o f Xi n j i an g B i ng t ua n/ Col leg e o f A g ro no my , S hi2 hezi U ni versi t y , S hi hezi , Xi n j i an g 8tract : Utilizi ng a quant um sensor a nd non2imagi ng hyperspect ral spect romete r , 2 cott on culti vars 4 level densi ties plant ing , i n nort h Xi njia ng , m ulti2t emporal ca nopy hyperspect ral dat a and photosyn2 t het ically act ive radiation dat a at cot ton key growi ng sta ges we re reoorded , and m ulti vari at e regres sion anal ysi s met hod was used to anal yze t he cor relat ed relationship bet ween reflectance and cot ton canopy F PA R , LA I , re spect ively. The resul t s s howed t hat t he maxi mum correl at io n coefficie nt s between hy2 perspect ral dat a and F PAR , LA I occurred at 813 nm , 758 nm wa velengt h ,respecti vel y ; base d on t he li nea r regres sion equation bet ween refl ecta nce spect rum ρ 813 and ρ 758 and FPAR , L A I , re spect ively , t hei r correlation coeffici ent s were si gnificant bet ween meas ured FPA R a nd est imat ed FPAR , mea sured LA I a nd esti mated LA I ( r FPA R = 0. 7199 3
不同冠层结构对棉花叶片生理特性的影响
的主茎叶 SOD 活性显著高于去叶枝群体,其他时期不太显著,而在棉花果枝叶中各种处理变化基本一致,先
升高后降低,但不同生育时期矮株型群体果枝叶的 SOD 活性显著高于高株型和高矮 相 间 群 体;在 不 同 生 育
8月
叶绿素 a+b 含 量 自 花 铃 期 至 始 絮 期 呈 现 先 升 高 后
群体主茎叶叶绿素 a+b 含量显著高于留叶枝群体,
棉花 花 铃 期 和 始 絮 期,高 株 型 群 体 果 枝 叶 的 叶 绿 素
初)显 著 高 于 去 叶 枝 群 体,之 后 则 表 现 相 反,去 叶 枝
而高株型群体叶绿素含量则显著高于矮株型和高矮
POD)活 性 测
[
4]
定采用愈创木酚比色法 。
能力 的 强 弱,在 适 宜 的 生 长 环 境 下 叶 绿 素 含 量 越 高
叶片 的 光 合 能 力 越 强,从 而 可 以 转 化 光 能 积 累 更 多
的有机物。
表 1 主茎叶叶绿素 a+b 含量差异
07
26
08
03
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13
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T1
· 68 ·
/b 含量比值自花铃期至 始 絮 期 呈 先 升 高 后 降 低 再
a
/b 含 量 比 值 自 花
升高趋势,留叶 枝 主 茎 叶 叶 绿 素 a
铃期 至 始 絮 期 呈 先 降 低 后 升 高 趋 势,对 数 据 进 行 分
/b
析发现,在不 同 时 期 留 叶 枝 群 体 主 茎 叶 叶 绿 素 a
报告[
群体冠层结构对棉花光合特性及产量性状的影响效应研究
群体冠层结构对棉花光合特性及产量性状的影响效应研究成国鹏;孙红春;张永江;刘连涛;王曼;李存东【期刊名称】《河北农业大学学报》【年(卷),期】2015(038)004【摘要】以‘硕杂棉2号’为试验材料,通过化控技术和分期打顶结合的方式塑造出矮冠层(L)、波浪冠层(W,高矮相间)和高冠层(H)3个不同冠层结构的处理,研究各处理的透光率、群体光合速率、干物质积累、烂铃率和产量等.结果表明:在生育中后期,L和H冠层结构的中下层透光率显著低于W冠层;W冠层干物质积累总量比L高13.52％,其中营养器官比L冠层高20.87％,比H冠层低7.95％,生殖器官比L 冠层高15.34％,比H冠层高10.43％;烂铃率与脱落率W冠层处于L冠层和H冠层中间水平;单铃重W冠层比L和H冠层高7.91％和8.10 ％;W冠层的产量略高于L,比H冠层提高12.08％.说明波浪冠层(W)棉花冠层结构的中下部由于获得更多的光照,降低群体烂铃率和脱落率,提高全株光合产物的积累,最终促进了棉花的生殖生长,获得较高产量.【总页数】7页(P1-7)【作者】成国鹏;孙红春;张永江;刘连涛;王曼;李存东【作者单位】河北农业大学农学院/河北省作物生长调控重点实验室,河北保定071000;河北农业大学农学院/河北省作物生长调控重点实验室,河北保定071000;河北农业大学农学院/河北省作物生长调控重点实验室,河北保定071000;河北农业大学农学院/河北省作物生长调控重点实验室,河北保定071000;河北农业大学农学院/河北省作物生长调控重点实验室,河北保定071000;河北农业大学农学院/河北省作物生长调控重点实验室,河北保定071000【正文语种】中文【中图分类】S562.01【相关文献】1.奶花芸豆群体冠层结构特征及产量性状研究 [J], 蒋桂英;刘建国;李英贤;冯玉龙2.紫花苜蓿群体冠层结构和产量性状的研究 [J], 李源;高洪文;王赞;孙桂枝3.紫花苜蓿群体冠层结构和产量性状的研究 [J], 李源;高洪文;王赞;孙桂枝4.棉花群体冠层结构及光合特性与产量关系的研究 [J], 赵中华;刘德章5.玉米群体冠层结构与光合特性的研究进展 [J], 张佳麒因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
实验六 植物冠层分析仪测量原理与使用方法
实验六植物冠层分析仪测量原理与使用方法【实验目的】通过本实验使学生了解叶面积指数这一重要生态系统结构与功能参数，掌握目前国际上流行的叶面积指数测定仪器——植物冠层分析仪的使用方法，并以灌木林为例，在老师的指导下分组具体测定灌木林地叶面积指数。
【实验原理】叶面积指数（Leaf Area Index，LAI）是一个重要的生态系统结构参数，定义为某一树木或林分的叶片在地面上投影的总面积。
叶面积指数不仅直接反映植物的生长状况，而且影响着植物的许多生物、物理过程，如光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、碳氮循环和降水截获等。
由于叶面积的指数是一个很好反映植物对于环境变化响应的指标，又与植被的光合作用、蒸腾作用、水分利用及净初级生产力、碳氮循环直接相关，特别是在研究植被生产力与遥感数据的关系模型方面，叶面积指数显示了巨大的应用前景，因此，叶面积指数的快速和准确测定显得十分重要。
LAI是研究从叶片水平推移到森林冠层的重要参数，是一个无量纲、随着叶子数量的变化而变化的参数。
LAI值变化范围：针叶林的为0.6～16.9；落叶林为6～8；年收获的作物为2～4；绝大部分生物群系为3～19。
LAI测量方法包括直接测量法和间接测量法。
直接测量法通过先测定所有叶片的叶面积，再计算LAI，叶面积测量方法有求积仪测定法、称重法、方格计算法、排水法、经验公式计算法、异速生长法等。
其中常用的有利用叶片形状的标准形状法、根据叶面积与叶重之间关系的称重法以及利用叶面积与胸径的回归关系推算叶面积的易速生长法。
因要剪下全部待测叶片，直接测量多数属于毁坏性测量，或至少会干扰冠层，叶片角度的分布，从而影响数据的质量，直接测量法费时、费力。
间接测量法，利用冠层结构与冠层内辐射与环境的相互作用这一可定量耦合关系，通过测定辐射的相关数据推断冠层的结构特征，具体有顶视法和底视法。
间接测量法可以避免直接测量法所造成的大规模破坏植被的缺点，不受时间的限制，获取数据量大，仪器容易操作，方便快捷，还可以测定一年中森林冠层LAI的季节变化。
基于棉花冠层干旱胁迫的遥感监测研究
基于棉花冠层干旱胁迫的遥感监测研究摘要：对棉花冠层逆境相关指标的研究在希腊中部利用生长季节布置裂区实验。
实验设置三个灌水水平和三个施肥梯度，设置三个重复。
灌水直接影响棉花叶片内部同位素变化和产量。
不同施肥水平对棉花产量影响不显著，在不同灌水水平下棉花冠层植被指数与产量相关性高。
冠层反射率以及逆境下相关指标与植被指数和产量有相关性。
表明，在生长季节可用遥感监测评价干旱胁迫程度。
这种技术应用在野外旱情监测可以指导在半干旱地区农作物生产中灌水需求。
关键词：产量，卫星遥感，稳定性同位素，氮素，肥料，归一化植被指数，干旱【引言】在季节性变化影响作物健康和活力的作物管理措施中，需要获得准确，及时，廉价的空间和时间数据。
在可见光和近红外区域通过飞机或卫星影像提取冠层反射率，随后这些数据被计算换算成归一化植被指数NDVI等指标。
归一化植被指数与冠层叶面积指数和光合速率相关，在谷类作物中冠层反射率和归一化植被指数与生物量相关(Yang and Everitt 2000; Pinter et al. 2003)。
卫星影像植被指数也被用于棉花估产，然而这些相关指标在棉花中后期产量监测中受到限制(Thomassonet al. 2001)。
Wiegand et al. (1991)获得基于卫星的植被指数与棉花结铃数的线性关系。
Thomasson et al. (2001)称热红外数据与棉花产量有很强的相关性，在生育期内更强。
可移动式地面传感器是一种新兴的技术，克服了许多卫星和航空遥感系统的限制。
(Bausch and Delgado 2003)。
尽管高空平台可提供迅速、大面积的光谱信息，但是这些信息不可随时去实施决策管理。
这是因为高空传感器数据受天气、重新访问频率、土壤反射率干扰的制约。
近来先进的地面传感器规避了云层覆盖和每天测量时间限制等问题(i.e.,natural illumination and shadows)。
运用植物冠层温度测量仪研究冠层结构与果实品质的关系
运用植物冠层温度测量仪研究冠层结构与果实品质的关系对于果农而言，不仅需要关注果园种植的产量，还需要关心果实的品质，因为这两点都是与果树栽培的实际收益相关的，而要实现果实品质好产量高的目标，就需要明确有哪些因素与它们相关，因此运用植物冠层温度测量仪研究冠层结构与果实品质的关系，可以帮助采用科学的措施来提高果实的品质，实现果实栽培更大的经济价值。
在我国大多数的梨树种植地区，都是用过梨树整形来提高产量的，但是却忽视了果树冠层结构对于果实品质的影响，所以实际导致的结果就是由于树冠通风透光条件差，产量徘徊不前和果实品质低劣。
因此为了对这一情况进行改善，人们利用植物冠层温度测量仪研究冠层结构与果实品质的关系，希望能够为果树整形和修建研究提供理论或技术依据。
试验中采用的梨品种为水平台阶式丰水梨，七年生，对照果为普通果园，疏散分层形。
应用植物冠层温度测量仪研究了梨树树形的冠层结构特点，分析了与其品质的关系，分析的内容包括树体结构分析、冠层分析、果实品质分析。
分析研究结果表明，水平台阶式丰水梨的冠层开度、树冠下散射光量子通量密度。
平均也倾角均显著高于疏散分层形；树冠下直射光合光量子通量密度与总光合光量子通量密度分别是疏散分层形的1.83和1.76倍。
因此，与大冠疏散分层相比，水平台阶式树形层次分明，冠层开度大、冠层总光合光量子通量密度高以及良好的树体结构、营养枝总长可能是水平台阶式梨果实品质优的原因。
托普云农植物冠层温度测量仪可广泛应用于农业生产和农业科研，为进行冠层光能资源调查，测量植物冠层中光线的拦截，研究作物的生长发育、产量品质与光能利用间的关系，本仪器用于400nm－700nm波段内的光合有效辐射（PAR）测量、记录,测量值的单位是平方米•秒上的微摩尔（μmols-1m-2）。
植物冠层温度测量仪，植物冠层分析仪特点:1.测量方式分为自动和手动两种。
自动测量时间间隔最小1分钟，自动测量次数最大99次，手动测量根据实际需要手动采集2.仪器将显示屏、操作按键、存储SD卡及测量探杆一体化设计，操作简单，体积小，携带方便3.具有自动休眠功能4.存储介质采用SD卡，存储容量大，数据管理方便植物冠层温度测量仪，植物冠层分析仪主要技术参数:1、测量范围：0-2700μmol m-2s-12、分辨率：1μmol m-2s-1自动采集次数：1-99次数据存储容量：2GB（标配SD卡）仪器总长度：75cm探杆长度：50cm准确度：<测量值的±5%±1个字（相对于NIM标准）自动采集间隔：可选1-99分钟电源：2节5号电池工作环境：0°C-60°C；100%相对湿度稳定性：一年内变化＜±2%相对差度（谱响应）：＜10%（对植冠）精度：<测量值的±0.5%±1个字植物生理其他仪器：植物营养测定仪、叶绿素测定仪、根系分析系统、叶面积测定仪、光合作用测定仪、果蔬呼吸测定仪、植物冠层分析仪、茎秆强度测定仪、植物病害检测仪、植物水势仪、树木无损检测探伤仪。
新疆杂交棉超高产冠层结构特征及群体光合性能研究
新疆杂交棉超高产冠层结构特征及群体光合性能研究杜明伟;姚炎帝;罗宏海;张旺锋;谭永江;汪裕中;夏东利【期刊名称】《新疆农业科学》【年(卷),期】2008(045)0z2【摘要】在田间自然条件下,以标杂A1为研究对象,测定了超高产条件下杂交棉冠层不同层次的叶面积配置、叶倾角变化和光分布等冠层结构特性,以及不同层次叶片叶绿素SPAD值、光合速率和光合物质累积与分配等物质生产特征.结果表明,超高产条件下标杂A1叶面积指数高,冠层中部有较好的透光性,底部漏光损失较小,群体光分布较均匀.棉花初花期至盛花期,同一品种不同产量水平条件下相同部位叶片叶绿素SPAD值无明显差异,但产量水平高的棉田植株中下部叶片净光合速率较高;不同类型品种间表现为,标杂A1各层叶片叶绿素SPAD值均高于常规棉品种,但单叶净光合速率无明显优势.盛铃期至吐絮期,产量水平高的棉田叶片叶绿素SPAD值和净光合速率下降缓慢;杂交棉品种两者均高于常规棉品种.标杂A1超高产条件下植株中下部叶片对总光合的贡献高于一般高产棉花,且盛铃后期茎和铃等非叶绿色器官仍保持较高光合速率,而一般高产棉花已表现为呼吸消耗.超高产标杂A1总干物质积累高,且主要集中于中上部,叶片与籽棉干重在各层次分布比例相近,与其光分布相适应,有利于光能的有效利用.【总页数】8页(P12-19)【作者】杜明伟;姚炎帝;罗宏海;张旺锋;谭永江;汪裕中;夏东利【作者单位】石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832003;石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832003;石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832003;石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832003;石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832003;石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832003;新疆兵团农八师149团,新疆石河子,833400【正文语种】中文【中图分类】S562.02【相关文献】1.杂交棉稀播条件下冠层结构特征及产量变化研究 [J], 姚炎帝;崔素倩;冯国艺;杨美森;虎晓兵;罗宏海;张亚黎;张旺锋2.新疆杂交棉超高产冠层结构特征及群体光合性能研究 [J], 杜明伟;姚炎帝;罗宏海;张旺锋;谭永江;汪裕中;夏东利3.新疆杂交棉育苗移栽稀植群体冠层结构特征及与产量关系的研究 [J], 姚炎帝;冯国艺;崔素倩;罗宏海;张亚黎;张旺锋4.杂交棉标杂A1和石杂2号超高产冠层特性及其与群体光合生产的关系 [J], 杜明伟;冯国艺;姚炎帝;罗宏海;张亚黎;夏东利;张旺锋5.杂交粳稻超高产群体的冠层结构特点研究 [J], 陈进红;张国平;郭恒德;毛国娟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
应用冠层NDVI测定仪对棉花进行产量的估测
应用冠层NDVI测定仪对棉花进行产量的估测一、不同生育期棉花冠层NDVI值随施氮量的变化：总体上看2011年棉花盛铃期冠层NDVI值最大，盛蕾期最小，花期和初絮期NDVI值相差不明显。
随着施氮量的增加冠层NDVI值呈现“低-高”的趋势，在N2处理时NDVI值最大，随氮水平的提高NDVI值不再增加。
年际间比较，2012年与2011年结果一致，这可能是由于施氮量过多之后棉株营养生长旺盛，棉花生物量迅速增加，冠层NDVI达到饱和导致出现上述结果。
从NDVI值误差上看低氮处理的标准误差大于高氮处理的误差，这可能是土壤肥力差，棉花长势不均匀导致NDVI值误差大。
2.2不同氮处理棉花NDVI随生育期的变化通过2011年和2012年数据可以看出棉花冠层NDVI值的动态变化变化趋势基本一致，呈现“低-高-低”趋势。
棉花从盛蕾期开始到花期，冠层NDVI值大幅度上升，在盛铃期达到最大，之后NDVI值下降。
这可能由于随着生育期的推进，叶片叶绿素含量大幅度升高，对红光的吸收增大、反射率下降，近红外光谱反射率增加，使NDVI 值急剧上升。
但在盛铃期生殖生长大于营养生长时期光谱吸收接近饱和，并伴随有叶片脱落，可能会导致NDVI值有所降低，因此其冠层NDVI值表现以上结果。
盛蕾期、初絮期的标准误差大于盛铃期，是棉花生长前期和后期长势不均或有杂草、出现病虫害，NDVI值获取受外界因素影响大所致。
二、棉花冠层NDVI值与施氮量的定量关系：在棉花盛蕾期、花期、盛铃期和初絮期，随着氮肥施用量的增加，棉花NDVI 值均呈线性增加的趋势。
其中花期的决定系数最高（R2=0.9147），在盛铃期和初絮期相关系数较低，这与不同氮水平NDVI随生育期变化结果一致。
在各个时期不施肥处理的NDVI稳定性较差，且在盛蕾期和初絮期表现更明显，可能是前期地力条件差，长势不均和后期氮肥胁迫所致。
本试验中NDVI值与测定前的施氮量较累积施氮量相关性最好，这于潘薇薇等[17]研究结果一致。
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---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------棉花冠层结构测定方式探索棉花冠层结构测定方式探索植物冠层结构是指群落中地上部分器官的数量和空间排列方式。
其要素包括植物叶、茎、枝、花和果等的大小、形状、角度、位置分布以及在时空上的动态变化。
良好的作物冠层往往和高产紧密联系,测量获得植物冠层结构的基本参数信息以了解植物冠层与环境之间的相互作用过程,是对棉花采取调控措施的主要依据[1-3]。
测定冠层结构的仪器根据其原理的不同可分为三类,分别为基于空隙率分析、基于空隙大小分布分析和基于辐射数据采集技术。
国内外对棉花冠层结构特征的研究很多[4-7],但用仪器实际测定冠层特征时,明显会存在个人掌握的尺度不够统一和主观判断的差异等缺陷,影响了信息的适时采集、造成分析处理结果的准确性不高。
因此针对具体的田间环境,建立采集冠层信息的相对标准操作方法,以减小人为误差影响显得尤为重要。
针对新疆棉花覆膜栽培模式,研究仪器测量时间、在田间放置位置、测定高度等因素对棉花冠层结构影响,确定棉花冠层结构测定最适时间、测点和高度。
1 冠层测定的原理 1.1 试验所用仪器试验用近年来在棉花冠层结构测定中使用较普遍的美国CID 公司产的CI-110 数字式植物冠层图像分析仪[8-12],该仪器原理是基于空隙1 / 7大小分布分析冠层特征。
它主要是通过鱼眼成像原理,将摄像头水平放置在近地面处对作物群体照相,每次成像形成一个Image文件,存储在仪器中,用专用软件对获取的图像进行数字化及相关处理,通过计算出直接辐射透过系数或植物冠层下可视天空比例来获取相关的参数。
1.2 测量参数 1.2.1 叶面积指数(Leafareaindex,LAI)。
是指单位土地面积上某一指定层次内所包含的总的叶面积,它通常是指作物群落内从地面到层顶的叶子总面积。
1.2.2 平均叶倾角(Meanfoliageinclinationangle,MFIA)。
是指叶面法线方向与 Z 轴方向的夹角,即平均叶倾角为叶片与主茎间的夹角。
1.2.3 散射辐射透过率(Transmissioncoefficientfordiffusepenetration,TC)。
散射辐射是指太阳辐射以散射的形式到达地面的辐射,对光合作用有较大的辅助作用。
1.2.4 直射辐射透过率(Transmissioncoefficientforradiationpenetration,T)。
直接辐射是指太阳辐射以平行光的方式到达地面的辐射,是光合作用的主要成分。
1.2.5 消光系数(Extinctioncoefficient,K)。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 是描述作物群体中叶面积遮荫程度或者消弱辐射(光)程度的参数。
K 表示一定方向的入射平行光下在作物群体或某一水平层内,平均单位叶面积所形成的水平阴影面积。
K 反应了群体结构,好的株型 K 值较小。
1.2.6 叶片分布(Leafdistribution,LD)。
是指作物叶片在植株上不同层次、不同方位角中的分布。
2 影响棉花冠层结构特征参数准确性的几个关键测定步骤2.1仪器田间放置位置的选择CI-110数字式植物冠层图像分析仪采用空隙比计算方法,其前提是假设叶片随机分布。
棉花行距较大,新疆棉花平均行距 30cm,尤其当采用宽窄行种植时,棉田是有大空隙的非均匀性群体。
任意选择测点位置,有可能高估直接辐射透过系数,从而低估叶面积指数。
所以在棉田必须选择合适的仪器放置位置。
鱼眼镜头放置于棉花行内不同位置获得的图片显示的空隙有很大不同。
图 1 中左图是鱼眼镜头放置在棉花行间拍摄出的照片,空隙较大;右图是鱼眼镜头放置在紧邻棉花主茎附近的测点拍摄出的照片,空隙较小。
虽然专用数据处理软件允许对所采集的冠层图像中认为非图像区3 / 7域进行屏蔽,但由于屏蔽区是由中心向四周发散式的扇形区(图 2),图像中心有大的空隙时无法进行屏蔽。
拍照时应在计算机显示屏上观察无人影等其它外界影响时才开始拍照,尽量减少屏蔽次数。
因此,棉花冠层结构的测定位置应选择在紧邻棉花主茎附近,不要把鱼眼镜头放在棉花行内或 2 行正中间的位置,避免鱼眼镜头直射天空。
并且棉花不同生育期冠层结构的测点都应在同一位置,确保数据的一致性,减小实验误差影响。
在测量棉花冠层之前应先观察一下实验小区的大小。
如果小区太小,鱼眼镜头观察到的视野可能超出被测小区叶层的边缘,会低估叶面积指数。
反过来,如果被测小区四周为较密集的冠层,则测量的 LAI 是准确的。
所以小区的最小半径应为冠层高度的 3 倍左右。
如果鱼眼镜头观察到的视野超出小区范围,则可采用两种方法进行处理:1)选择屏蔽区域,这样就可排除图像中与冠层无关的区域。
2)适当调整天顶角的起始值,以减小鱼眼镜头的视野范围。
对于田间试验,至少要均匀的在每个小区对角线上取 4 个测定点进行测量,小区棉花冠层结构特征数据取各个测定点数据的平均值。
由于边际效应的影响,为了确保所测得的数据能够体现小区真实的棉花冠层特征,在选择测定点时应避开边行,根据小区的大小在中---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 间行均匀选择 4~8 个点进行测定。
2.2 测定时间对棉花冠层结构参数准确性影响由于阳光强度、露水等影响,测定时间对棉花冠层测定结构的准确性也有影响[13]。
表 1 是同一小区同一测定位置在 8 月 5 日的不同时间测定的结果,中午 12:00 测定的叶面积指数都小于早晨和傍晚测定结果,原因是此时的散射辐射透过系数较大,鱼眼镜头会过高地估计透光系数,使叶面积指数测定值偏小。
虽然早晨10:00 前的散射辐射透过系数也比较低,但由于新疆地理气候条件的影响,在此时间段试验地的露水很大,会影响鱼眼镜头的拍摄效果。
因此,棉花冠层结构应在傍晚 19:00-21:00 之间,或没有直射光或在多云天气的时候测定。
因为这个时段的散射辐射透过系数较低,相对来说叶面积指数较高,较接近真实值。
2.3 适宜测定高度的确定不同高度拍摄的鱼眼图像分析得出的冠层数据会存在差异。
2个棉花品种在距地面 10cm 处测定的叶面积指数都大于 20cm 和 30cm 处的测定结果(表 2)。
其原因是高度较高时被测区域一些叶片低于鱼眼镜头的高度无法进入拍照范围,并且越接近冠层顶部散射辐射透过系数越大,叶面积5 / 7指数就会越小。
不同棉花品种的株型、子叶节高度等都有差异,测量高度可根据品种特性进行适当调节,原则上所有叶片都必须在鱼眼镜头的拍摄范围内,而且在棉花生育期冠层结构的测定都必须按统一的高度进行。
3 图像分析处理中的几个关键 3.1 天顶角划分天顶角的划分范围为 1~10,对同一图像设置不同天顶角数目,处理出来的冠层数据会存在差异。
在分析鱼眼图像时天顶角分区(Zenithdivi-sions)设置为 5、方位角分区(Azimuthaldivision)设置为 4 时结果较好。
分析处理同一批冠层图像时天顶角分区和方位角分区应一致,减小误差影响。
3.2 图像屏蔽通常情况下不需要对鱼眼图像进行屏蔽。
但在图像中出现与棉花冠层无关的人或物体;或者是被测试验小区太小,鱼眼镜头拍摄到相邻小区的冠层;或是在太阳光很强的条件下拍摄出的鱼眼图像会出现很亮的光斑,使叶片的清晰度受到影响等情况下,需要进行屏蔽,从而得到比较准确的数据。
3.3 阈值水平的界定对鱼眼图像进行阈值的界定,是为了对被测区域进行阈值水平(Thresholdlevel)的设定,阈值水平不同得到的冠层特征参数差别很大。
阈值水平的划分范围为1%~100%,阈值越高其定义的图像面积越大,叶面积指数也就越大。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 对同一图像设定不同阈值水平进行分析(表 3),发现一般情况下阈值水平越接近 100%,其定义的图像区域会超出实际叶片区域,使叶面积指数偏大;而阈值水平越接近 10%,其定义的图像区域则无法完全覆盖实际叶片区域,使叶面积指数偏小。
因此,阈值水平一般设定为 50%,在这个阈值水平下鱼眼图像分析出的结果较好。
同一批图像的阈值水平要一致,但在棉花冠层稀疏拍摄出鱼眼图像空隙较大时,则需要调整阈值水平来准确定义实际叶片区域。
4 结论试验小区大小、测点位置、测定时间及测定高度都是影响冠层测定准确性的因素。
棉花冠层特征测定宜在小区中间行的棉株附近选取 4~8 个点,而且各生育期测定位置基本固定;测定时间宜在傍晚没有直射光的19:00-21:00,或在多云天气进行;鱼眼镜头放置于离地面10cm 处,能获取理想的图像。
在分析鱼眼图像时,阈限水平设置为 50%,天顶角分区为 5,方位角分区为 4,分析结果较为准确。
棉花冠层结构测定方式探索责任编辑：陈老师7 / 7。