[发明专利]一种长时间序列野外森林叶面积指数测量仪及其测量方法

权利要求书

1.一种长时间序列野外森林叶面积指数测量仪，包括防水壳体，其特征在于：所述防水壳体(1)内包括测量部分、供电部分和时控部分，所述测量部分包括单片机(9)、水平旋转舵机(12)、数字光强传感器、垂直旋转舵机(11)、时钟模块(8)、SD卡(7)和显示屏(6)，时控部分包括时控开关(15)，所述垂直旋转舵机(11)安装在水平旋转舵机(12)的转盘上并随水平旋转舵机(12)水平转动，所述数字光强传感器安装在垂直旋转舵机(11)的转盘上，并随垂直旋转舵机(11)转动，所述单片机(9)的输出端口分别连接水平旋转舵机(12)、垂直旋转舵机(11)、SD卡(7)和显示屏(6)，所述数字光强传感器的输出端通过串行线接连接单片机(9)的SDA接口，时钟模块(8)的输出端通过串行线与单片机(9)的SCL接口建立连接，所述供电部分的输出端通过时控开关(15)与测量部分的单片机(9)建立连接。

2.根据权利要求1所述一种长时间序列野外森林叶面积指数测量仪，其特征在于：所述供电部分包括太阳能板、太阳能充电控制器(16)和蓄电池(5)，所述太阳能板置于防水壳体(1)的外部，太阳能充电控制器(16)和蓄电池(5)置于防水壳体(1)内部，太阳能板的电能输出端通过太阳能插口(18)连接太阳能控制器(16)的输入端，太阳能充电控制器(16)的输出端与蓄电池(5)的输入端建立连接，蓄电池(5)的输出端为供电部分输出端。

3.根据权利要求2所述一种长时间序列野外森林叶面积指数测量仪，其特征在于：所述供电部分的输出端串联有降压模块(14)和保险管(17)。

4.根据权利要求3所述一种长时间序列野外森林叶面积指数测量仪，其特征在于：所述防水壳体(1)内设有数字温湿度传感器(13)，所述数字温湿度传感器(13)的数据输出端通过数据线与单片机建立连接。

5.根据权利要求4所述一种长时间序列野外森林叶面积指数测量仪，其特征在于：所述防水壳体(1)内层为防水材料层(10)，防水壳体(1)上端设有高透度半球防水罩(3)，防水壳体(1)的下端设有数字温湿度传感器防水罩(2)，防水壳体(1)的侧壁上设有防水散热罩(4)和通风风扇(19)，所述高透度半球防水罩(3)位于数字光强传感器的正上方，数字温湿度传感器防水罩(2)置于数字温湿度传感器(13)的下端，所述温湿度传感器防水罩(2)下端敞口，上端与防水壳体(1)连通，所述防水散热罩(4)一端敞口，另一端与防水壳体连通，所述通风风扇(19)嵌设在防水壳体(1)的侧壁内。

6.根据权利要求5所述一种长时间序列野外森林叶面积指数测量仪，其特征在于：所述供电回路上三项开关(20)。

7.一种长时间序列野外森林叶面积指数测量方法，其特征在于：利用两台长时间序列野外森林叶面积指数测量仪配合，一台放置待测林分冠层下记录光线透过冠层后的光强称为B值，另一台放置待测林分附近的空旷地记录未透过冠层的光强称为A值，通过贝尔定律和米勒定律计算叶面积指数，所述贝尔定律为：I＝I₀exp(-x)，其中I₀为入射能量，I为通过x距离的均匀介质后衰减得到的能量，当穿过的介质均匀消光系数为a、介质浓度为C时，得到：公式中I₀/I即为透过率，P(θ)表示与光线入射角度相关的消光系数，均匀消光系数为a用G(θ)来表示，则有P(θ)＝e^{-G(θ)L/cosθ}，其中L为有效叶子的层数；

根据米勒定律有：所述G(θ)＝k(θ)/L，根据贝尔定律和米勒定律得出公式：进而推算出叶面积指数LAI的数值。