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文檔簡介
1、圖像冠層分析儀 北京益康農科技發展有限公司ECA-GG02植物冠層分析系統ECA-GG02是北京益康農科技有限公司最新推出的測量植物冠層參數的生理生態儀器。本冠層分析儀性能卓越、攜帶輕便、測量快速、操作方便,能滿足您不同工作環境的多種需求。一用途與適用范圍: 可測算植物冠層的太陽直射光透過率、天空散射光透過率、冠層的消光系數,葉面積指數和葉片平均傾角等 可用于農作物、果樹、森林內冠層受光狀況的測量和分析 可用于不同植物群體結構的比較 可對農田作物群體生長過程進行動態監測 適用于生態學野外植物群體動態監測的研究與教學 適用于農業、園藝、林業領域有關栽培、育種、 植物群體對比與發展的研究與教學二原
2、理與方法:ECA-GG02植物冠層圖象分析系統采用了冠層孔隙率與冠層結構相關的原理。它是根據光線穿過介質減弱的比爾定律,在對植物冠層定義了一系列假設前提的條件下,采用半理論半經驗的公式,通過冠層孔隙率的測定,計算出冠層結構參數。這是目前世界上各種冠層儀一致采用的原理。在上述原理下,ECA-GG02采用的是對冠層下天穹半球圖像分析測量冠層孔隙率的方法,該方法是各類方法中最精確和最省力、省時、快捷方便的方法。 三結構特點: 專門為植物冠層結構測量設計的小型魚眼攝像鏡頭安裝在萬向平衡接頭上,可自動保持鏡頭處于水平狀態。 鏡頭安裝在測桿一端,可以方便地水平向前或垂直向上伸入到茂密的冠層 中,測桿一端的
3、通迅線可聯接在計算機上,方便取圖操作 由于小巧和帶有測桿,可伸入冠層不同高度處,快速地進行分層測量,測 出群體內光透過率和葉面積指數垂直分布圖 測桿上附帶有線性PAR探頭,同時可測量冠層內外的光量子通量密度 (mol/m2s)值,該值可以做為冠層內能量分析的參考值 四功能特點: 非破壞性地測定冠層結構 可以測量冠層內外的光合有效輻射(PAR) 手持式萬向接頭自動水平調整探頭,無需三角架 儀器使用不受陰天、刮風等條件的影響 隨身攜帶的筆記本計算機可以幫助你正確選點取樣,即時決定圖像的取舍 由計算機電池提供電源極其輕便、便于觀測,尤其適合完成野外繁重的觀測任務 圖像分析軟件可以任意定義圖像分析區域
4、(天頂角可分10區,方位角可分10區)。對不同方向的冠層進行區域性分析時,可以任意屏蔽地物景像和不合理的冠層部分(如缺株、邊行問題等)。對不同天頂角起始角和終止角的選擇,可以避開不符合計算該冠層結構參數的冠層孔隙條件 通過USB接口直接將測點圖像顯示在計算機上,可以在野外即時觀察圖像,選擇合理的測點,將圖像存貯 半球圖象上可以設計任何地點、任何時間的太陽視運動軌跡,以及冠層內任意時刻的受光狀況。五技術參數: 鏡頭角度:150°(或用戶自選180°鏡頭。除用戶有特殊需要,180°魚眼鏡頭經常不適合孔隙率測量原理與方法所假設的前提條件,用于冠層結構分析是不適宜和不經濟
5、的) 分辨率: 768×494pix 測量范圍:天頂角 0°75°(150°魚眼鏡頭)可分割成十個區域。方位角 360°亦可分割成十個區域。 PAR感應范圍:感應光譜400700nm 測量范圍:02000mol/m2s 分析軟件:北京益康農公司 ECA-GG02軟件 顯示和內存:決定于筆記本電腦的選擇 電 池: 電腦電池 探頭尺寸:直徑6cm,高10cm 總 重 量:500克(不含筆記本電腦) 傳輸接口:USB 工作溫度:055六操作說明攝像頭:用于圖像的采集電源:電源提供測量桿:測量PAR、連接攝像頭筆記本:數據處理、儲存圖1儀器組成示意圖1
6、硬件連接: (1)儀器的構成,本儀器主要有四部分構成:筆記本電腦、電源、PAR測量桿、攝像頭。 (2)儀器的連接:a: 測量桿和筆記本的連接把測量桿的兩個USB插頭插在筆記本的USB端口兩端(帶黑色連接塊的插在電腦的右邊,一條完整線的插左邊)。b: 電池插頭與PAR測量桿電源插頭連接,PAR測量桿的電源插頭的另一端與攝像頭連接。c:電源的充電本儀器的電源包括筆記本電源和電池電源兩部分。2.測量操作1)益康農ECA-GG02植物冠層圖像分析儀由魚眼圖像捕捉圖像、微型筆記本計算機圖像分析軟件處理計算結果。魚眼探頭它可以獲取150°視角的魚眼圖像。圖像的顯示和存貯由筆記本計算機完成。2)筆
7、記本軟件操作過程:在陰天或光度不強的早晨與黃昏,將魚眼探頭放在要測量的植物冠層下面,打開筆記本,自動彈出ECA植物冠層分析系統軟件界面。先把ECA植物冠層分析系統軟件最小化(注意:不能關閉此軟件,如關閉電腦自動進入待機狀態),用AutoCaptureBmp 應用程序拍攝冠層照片(使用方法如下圖3演示),然后用ECA植物冠層分析系統軟件進行分析。本ECA植物冠層分析系統軟件:ECA冠層測量分析軟件此軟件的功能是根據用戶需要設置自動實時采集640*480位圖數據與實時PAR(光合有效輻射)數據。采集的位圖用ECA測量分析軟件計算冠層數據。ECA測量分析軟件功能為根據位圖計算結果或可以直接從魚眼鏡頭
8、獲取實時圖像進行分析。益康農冠層自動采集程序。本軟件還可以根據用戶需要實時采集圖像和PAR數據。打開 AutoCaptureBmp 應用程序,彈出界面如 圖 3所示,連接好儀器后點擊“串口設置”按鈕,設置為COM3按確定鍵后,再點擊“實時顯示”按鈕,可以實時顯示PAR數據。點擊“保存路徑”按鈕,彈出對話框可以設置保存位圖的路徑。點擊“間隔時間”按鈕,設置圖像采集與PAR采集間隔時間。點擊 “連接”按鈕后,“自動獲取”與“手動獲取”按鈕置為可用,這時可根據需要,自動獲取或手動獲取。(注:屏幕顯示有時黑屏為正常通訊)保存的數據在當前程序目錄下“RealTimePAR.xls”文件中,保存的圖像在用
9、戶設置的保存路徑目錄下,默認是 “D:BmpFiles”路徑下。圖 3 AutoCaptureBmp主界面點擊“停止”按鈕,停止自動采集。點擊“斷開”按鈕,斷開程序與攝像頭的連接。ECA冠層測量分析軟件本軟件對保存的圖像或魚眼鏡頭實時獲取圖像進行測量分析,計算結果。打開 ECA植物冠層分析系統 程序,彈出如 圖 4 所示界面。點擊“文件”菜單,選擇“選擇源”選項,設置正確視頻來源,再點擊“獲取”按鈕,您可以在計算機屏幕上看到動態的高精度的植物冠層黑白魚眼圖像。獲取圖像只需點擊一下“獲取”圖標,圖像格式為標準的位圖圖像(.BMP)。點擊“測量”按鈕可以計算出植物冠層的葉面積指數、葉片平均傾斜角度
10、、散射輻射透過率、直接輻射透過率、消光系數和葉片的方位分布等參數。計算結果將直接顯示在計算機屏幕上,也可以方便地將它以文本文件的形式保存在計算機內。將PAR探頭放在植物冠層內外的不同位置,可以測出各個位置的PAR值。特 點:測量方法極為簡便。 高分辨率的150°寬視角的黑白魚眼圖像。 非破壞性測量葉面積指數(LAI)、葉片平均傾角(MFLA)和散射輻射 透過率。 可通過用戶選擇天頂角劃分(環),計算出不同高度的太陽光線穿過冠 層后的直接輻射透過率及其消光系數。 可通過用戶選擇的方位角劃分,測量不同方位的葉片分布。 由于直接使用內置的高性能微型筆記本計算機,使得植物冠層圖像的測 量和計
11、算速度很快,而且還可以存貯大量的圖像(通過硬盤或軟盤,需用戶自配SD卡)。圖 4 ECA-GG02 軟件主界面。點擊菜單上的 測量選項 或 工具欄 上的測量按鈕,獲取測量結果圖 3 測量結果測量結果可以復制粘貼保存成文本格式,也可以點擊 “保存” 按鈕保存成 txt格式的文件。7各個菜單與工具欄的詳細功能說明工具欄按鈕:在上至下依次是“打開”、“保存”、“打印”、“獲取”、“測量”、“幫助”六個按鈕,如 圖5所示圖5點擊“打開”可以打開一個bmp或jpg圖像文件。點擊“保存”可以將當前圖像保存為 bmp或 jpg文件(程序以卸載)點擊“打印”可以打印當前圖像點擊“獲取”可以從魚眼鏡頭獲取一副圖
12、像(程序以卸載)點擊“測量”可以對當前已獲取的圖像進行計算點擊“幫助”可以看到關于信息。菜單功能說明:“文件”菜單功能介紹“打開”打開一個bmp或jpg文件。“另存為”另存為硬盤圖像文件。“保存處理圖像”保存為處理過的圖像。“獲取”從儀器獲取一副圖像。“選擇源”選擇正確的圖像來源,一般默認設置。“打印”打印為圖像文件“圖像”菜單功能介紹:“測量”單擊測量選項,彈出如 圖6所示窗口。圖6可以設置屏蔽區域,屏蔽區域主要為了截去圖像上的非冠層區域,起始角度與截止角度由用戶根據實際圖像確定。閾值等級,根據冠層的情況設置閾值等級,要求選中綠色部分為主要樹葉冠層部分。“刷新”選項,刷新測量過得冠層圖像。“設置”菜單功能介紹:“設置”菜單包含三部分,分別是“圖形”、“輸出”、“修剪圈” 如 圖7、圖8、圖9所示。圖7圖形選項卡中功能:“天頂角個數” 設置冠層圖像的緯度圈數。“方位角個數” 設置冠層圖像的經度方位角。視野范圍默認為是150度“開始天頂角” 默認為0,指開始計算的天頂角角度“截止天頂角” 默認為75,指計算截止的天頂角角度。“閾值等級” 指測量時設置的閾值。“緯度” 測量地的
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