[发明专利]一种冠层孔隙测量方法及其装置

说明书

本发明涉及作物孔隙测量方法，具体涉及一种冠层孔隙测量方法及其装置，包括如下步骤：激光发射电路控制激光发射管发出激光，激光接收管接收到激光时激光接收电路输出高电平或低电平信息，否则激光接收电路输出低电平或高电平信息；激光接收电路输出的高、低电平信息传输至数据处理单元，数据处理单元对高、低电平信息进行处理与计算后获得作物冠层孔隙大小。本发明的冠层孔隙测量方法及其装置，在测量时，无需均一的光环境，电源由本发明的测量装置提供，根据激光接收电路输出的高电平数和低电平数即可确定作物冠层孔隙大小，测量原理简单，制作成本低，对天气条件要求不高。

技术领域

本发明涉及作物孔隙测量方法，具体涉及一种冠层孔隙测量方法及其装置。

背景技术

冠层是作物与外界环境发生相互作用的主要场所，作物的许多光合、呼吸、蒸腾和降水截获等生化物理过程都发生在冠层，冠层的结构参数是对作物长势监测、产量估计的重要指标。而作物冠层孔隙大小是描述冠层结构和作物空间分布的关键变量。

获取与分析作物冠层孔隙大小的方法很多，主要分为直接测量与间接测量两大类。直接测量以手工为主，原理简单，精度较高，但是耗时费力，且测量时大多会对作物产生破坏，不适用于快速实时获取作物长势信息，不适用于长期动态监测。目前间接测量多借助于辐射测量的方法和基于图像测量的方法。前者通过辐射传感器（光敏传感器）获取太阳辐射透过大小来表征作物冠层孔隙大小，例如，LAI-2000、AccuPAR、Sunscan、Sunfleckceptometer、Demon和TRAC等仪器都是基于辐射测量的方法。这种方法测量简便快速，但容易受天气影响，需要在晴天下工作。基于图像测量的方法多应用鱼眼镜头与CCD相机获取冠层图像，对图像处理与分析后计算出冠层孔隙大小等结构参数，例如，CI-100、WINSCANOPY、HemiView、HCP等仪器都是基于图像测量的方法。特别是一些已经公开的专利中，申请号：201010231726.8、201110228089.3、201210272555.2的中国专利申请，都是基于图像测量的方法进行水稻冠层叶面积指数等结构参数的测量；申请号：201310247982.X的中国专利申请也是基于图像测量的方法进行玉米冠层孔隙度的测量。这种测量方法测量精度较高，但测量时需要均一的光环境，要避免直射的阳光与光线不均匀的天气条件。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题，提供一种测量时对光环境要求较低、且测量原理简单的冠层孔隙测量方法及其装置。

由于冠层孔隙测量方法及其装置两者具有相同的特定技术特征：采用若干激光发射管、激光接收管和一个数据处理单元，通过检定激光接收电路输出高电平数和低电平数的比例，获得冠层孔隙大小的测量方法，该技术特征是对现有技术作出创造性改进的特征，具有突出的实质性特点和显著的进步，因此两者属于一个总的发明构思，具有单一性，可以作为一项专利申请提出。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种冠层孔隙测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

a．激光发射电路控制激光发射管发出激光，激光接收管接收到激光时激光接收电路输出高电平信息，否则激光接收电路输出低电平信息；

或者激光发射电路控制激光发射管发出激光，激光接收管接收到激光时激光接收电路输出低电平信息，否则激光接收电路输出高电平信息；

b．激光接收电路输出的高电平或低电平信息传输至数据处理单元，数据处理单元对高电平或低电平信息进行处理与计算后获得作物冠层孔隙大小；

c．计算得到的作物冠层孔隙数据存储在数据处理单元中，并通过数据显示单元显示。

前述的一种冠层孔隙测量方法，所述的激光发射电路中，每一个激光发射管D与一只电阻R串联，然后并联，并联数与激光发射管数相同；并联后电路由数据处理器中电源供电。

前述的一种冠层孔隙测量方法，在所述的激光接收电路中，每一个激光接收管Q设有三条管脚或二条管脚；