[实用新型]一种多参数植被指数光学探测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及植被指数监测技术领域，尤其涉及一种多参数植被指数光学探测装置领域。

背景技术

目前，归一化植被指数(NDVI)、叶面积指数(LAI)、生物量(Biomass)、植株单位面积叶绿素(CHL)及氮素(N)含量是反映农作物长势和营养信息的重要参数，在植物群体生长状况及施肥需求量等方面具有重要的应用。因此能够便携主动的获取这些参数在农业生产及科研中具有重要的意义。

植被在红光波段有很强的吸收特性，在近红外波段具有很强的反射特性，因此可以通过不同波段光谱反射率组合，获取多个植被指数。现有技术手段中植被指数获取主要手段有成像技术和非成像技术。成像技术多应用航空遥感及航天遥感，通过成像光谱仪，高空获取目标的成像光谱。航空航天遥感是监测全球植被的有效手段，根据植被的成像光谱特性，将可见光与近红外光波段进行组合，获取各种植被指数。航空航天遥感虽然能够监测全球植被变化，但是易受天气条件的影响，并且精度低成本高、操作复杂，使得利用其获取植被指数的时候，需要依赖天气及专业技术人员操作，效率低下。非成像技术获取植被指数，通常使用国外进口的地物光谱仪，通过测量太阳光在漫反射标准白板与植被上的反射光谱，计算提取所需波段的光谱反射率，组合不同波段的光谱反射率，计算获取各种植被指数。相对于成像技术，虽然地物光谱仪获取植被指数精度较高，操作容易，但其高成本、体积大、质量重等因素也限制了其在农业上的应用。现有的主动便携式归一化植被指数探测仪器虽然能够在不受自然光的影响下主动的获取归一化植被指数，但是光路设计中大多采用发光二极管、狭缝技术及平凸柱面透镜结合获取均匀的条形光带，光路设计复杂，结构不宜组装，加上使用的波段个数有限，获取的植被指数较为单一。

因此，针对以上不足，需要提供一种多参数植被指数光学探测装置。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是解决现有技术不能同时探测获取多个植被指数、成本高、操作复杂及易受外界环境光影响的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多参数植被指数光学探测装置，其特征在于，包括：光学探头、预处理模块、壳体及平凸透镜，所述光学探头包括光学探头机械外壳及四个激光光源，所述壳体设置于所述光学探头机械外壳上，所述激光光源对应于所述平凸透镜设置于光学探头机械外壳内，所述预处理模块设置于所述壳体上，所述平凸透镜设置于所述光学探头机械外壳上，所述平凸透镜用于接收反射回来的光信号。

优选的，所述预处理模块包括通信模块、采集显示模块及信号处理模块，所述预处理模块对光信号进行预处理。

优选的，所述激光光源包括：激光光源外壳，弹簧，螺纹平凸圆透镜，及设置于激光光源外壳两端的激光二极管及波浪透镜，所述螺纹平凸圆透镜设置于所述激光二极管与波浪透镜之间，所述弹簧设置于所述激光二极管与螺纹平凸圆透镜之间。

优选的，多参数植被指数光学探测装置包括四个所述激光光源在同一个平面内；所述四个激光光源以波浪透镜为中心等间距排布。

优选的，所述激光光源以所述波浪透镜的中心为旋转中心在与四个所述激光光源所形成的平面相垂直的平面内旋转。

优选的，所述激光光源以所述波浪透镜的中心为旋转中心在与四个所述激光光源所形成的平面内旋转。

优选的，所述激光光源的光谱宽带不高于20nm。

优选的，所述还包括支撑架，所述支撑架分别与壳体、光学探头机械外壳相连。

优选的，所述支撑架的材质为不锈钢。

优选的，所述多参数植被指数光学探测装置，还包括电源模块，所述电源模块为整个系统供电，采用蓄电池或者锂电池。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型多参数植被指数主动式探测装置，包括：光学探头、通信模块、采集显示模块、信号处理模块、壳体及平凸透镜，所述光学探头包括光学探头机械外壳及四个激光光源，所述壳体设置于所述光学探头机械外壳上，所述激光光源对应于所述平凸透镜设置于光学探头机械外壳内，所述通信模块、采集显示模块及信号处理模块设置于所述壳体上，所述平凸透镜设置于所述光学探头机械外壳上，所述平凸透镜8用于接收反射回来的光信号。本实用新型可实现对归一化植被指数、叶面积指数、生物量、植株单位面积叶绿素及氮素含量的多参数实时探测，解决了不能同时探测获取多个植被指数、成本造价高、操作复杂及易受外界环境光影响的问题。

附图说明