[发明专利]一种多尺度植物生长节律野外自动观测系统

说明书

本发明一种多尺度植物生长节律野外自动观测系统，包括：野外多尺度生长节律观测模块、数据采集和远程无线传输模块、野外太阳能供电及支撑附件、数据接收终端；野外多尺度生长节律观测模块分为5个不同子模块，为森林、草地、荒漠、湿地、农田子模块；数据采集和远程无线传输模块，包括多个含图像存储SD卡的CR6数据采集器、多个3G/4G无线传输模块、和多个网络适配器；野外太阳能供电及支撑附件模块包括：太阳能板和蓄电池、野外支撑附件；数据接收终端为可上网的计算机组。本发明可实现对多站点植物生长节律多源信息的快速、准确、实时地系统采集、传输与储存，提高了效率和自动化水平，更好的满足生态学以及农业科学研究需要。

技术领域

本发明涉及一种多尺度植物生长节律野外自动观测系统，尤其涉及一种用于典型生态系统(森林、草地、荒漠、湿地、农田)多尺度植物生长节律野外自动观测系统,属于生态学或农学等植物野外监测研究技术领域,特别涉及到生态系统监测、植物生长发育与全球变化等研究领域。

背景技术

植物生长节律观测不仅有利于了解植物自身生长规律和生理变化，还可用于研究植物对外界环境的响应和适应，对揭示生物学基本规律和全球变化背景下植物的响应对策均具有重要的理论和实践意义。目前，对各个生态系统中植物生长节律观测还停留在人工观测，人员依赖性大，一年或多年观测一次，观测频率低，误差大，且无法追溯，远远不能满足服务生态学以及农业科学研究的需要。借助数字成像和物联网技术的发展，对植物生长节律进行自动、实时、高频观测已经成为当前生态学研究的重要趋势，也是生态系统长期监测探索的自动化新技术手段之一。目前国内外虽然已有个别案例利用数码相机对个体植物物候进行自动观测，但对植物群落不同层级，不同尺度的多个生长节律参数进行同步组网自动观测还没有。我们建立的植物生长节律多尺度野外自动观测系统主要从群落尺度、样方尺度和个体尺度3个尺度，对不同生态系统类型的多个关键植物生长节律指标进行长期定位自动观测：森林生态系统观测群落季相、植被指数、优势种乔木样株的径向生长节律和主要物候期；草地生态系统观测群落季相、盖度、优势种草本关键物候期和高度；荒漠生态系统观测群落季相、盖度、优势种灌木样株高度、冠幅和关键物候期；湿地生态系统观测群落季相、盖度、优势种关键物候期和高度；农田生态系统观测作物群落生育动态、植株密度、样株的关键生育期和高度。基于可见光和多光谱成像，通过野外自动高频图像采集和无线传输，将不同区域不同尺度植物生长节律数据实时远程传输到计算机终端，实现对多站点植物生长节律多源信息的快速、准确、实时地系统采集、传输与储存，提升生态系统长期监测数据现势性、系统性和适用性，提高生态系统监测服务科学研究和国家需求的能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多尺度植物生长节律野外自动观测系统，以主要针对分布于全国不同区域典型生态系统(森林、草地、荒漠、湿地、农田)的植物群落、样方层次，以及优势种/作物的个体3个尺度水平的生长发育情况进行长期定位、自动、高频采集，通过物联网技术，无线远程传输到数据终端，从而实现对植物生长节律野外多尺度自动观测。本发明不仅可以实现野外无人值守的多站点植物生长节律信息自动远程无线高频获取、并可对野外工作状态异常报警，还可以通过对各站点数据的对比、整合、分析表征植物生长相关关键参数，且原始图片保存使得数据可追溯，对研究植物生长节律的全球变化响应，及其生物学基本规律具有重要的理论和实践意义。

一种多尺度植物生长节律野外自动观测系统，主要包括：野外多尺度生长节律观测模块、数据采集和远程无线传输模块、野外太阳能供电及支撑附件、数据接收终端4个部分。