LM-P301A 多光谱物候观测系统

       LM-P301A 多光谱物候观测系统(Multispectral Phenology Observation System)在现代生态监测、精准农业以及气候变化研究中具有显著的意义。与传统的人工观测或普通数码相机(RGB)相比,该系统能够提供定量化、高精度的植被生理数据。

测量目的

1. 实现植被物候的精准定量监测

  • 传统的物候观测依赖肉眼观察(如开花、落叶日期),存在主观性偏差。多光谱系统通过计算特定的光谱指数,将物候现象数字化。
  • 捕捉微小变化: 能够识别肉眼无法察觉的“隐性物候”,例如叶绿素含量的细微下降或水分胁迫的早期征兆。
  • 关键期精确判定: 准确捕捉返青期(SOS)、枯黄期(EOS)及生长季长度,为建立长序列生态数据库提供客观标准。

2. 深入评估植被生理与健康状况

  • 多光谱波段(特别是近红外 NIR 和红边 Red-edge)对植被的细胞结构和叶绿素含量高度敏感。
  • 反演生化参数: 通过计算 NDVI(归一化植被指数)、EVI(增强型植被指数)或 GCC(绿度指数),直接评估植被的层级结构和光合作用能力。
  • 病虫害与胁迫预警: 当植物受到旱灾、盐害或病虫害侵袭时,光谱反射率通常先于形态变化发生改变。该系统可作为生态资产保护的“预警机”。

3. 填补近地面观测与卫星遥感的尺度鸿沟

  • 卫星遥感(如 MODIS、Landsat)易受云层干扰,且空间分辨率有限;而地面观测点则代表性不足。
  • 尺度上推(Scaling-up): 多光谱物候系统作为“地面真值”,可以校准和验证卫星数据,消除大气散射和背景土壤的影响。
  • 高频连续采样: 卫星过境频率有限,而地面系统可实现分钟级的连续观测,记录极端天气对植被的瞬时影响。

4. 服务于精准农业与林业管理

  • 对于高价值农作物或实验林场,该系统是优化资源配置的科学依据。
  • 优化施肥与灌溉: 根据光谱反馈的营养需求,实现精准变量投入,降低成本并减少环境污染。
  • 产量预测: 生长季内的光谱积累值与最终生物量及产量具有显著相关性,有助于提前进行市场化决策。

5. 应对气候变化研究

  • 物候是气候变化的“指示器”。采购该系统有助于开展前沿科学研究:
  • 碳循环贡献分析: 生长季的延长或缩短直接影响生态系统的碳汇能力。
  • 物种竞争规律: 监测不同树种在气温波动下的响应差异,预测未来森林演替趋势。

核心选型建议

  • 波段覆盖: 是否包含红边(Red-edge)波段(对植被生长初期和后期极度敏感)。
  • 时间分辨率: 自动监测频率及数据自动传输能力(如支持 4G/5G 或 外部触发 接口)。
  • 环境适应性: 需具备工业级防水防尘(IP67)及低功耗设计,以满足长期野外无人值守的需求。

(真实安装图片,安装于内蒙古磴口)

LM-P301A 多光谱物候观测系统参数

  • 波段:宽波段:RGB真彩照片;窄波段及峰值波长:蓝:450±10nm;绿:550±10nm;红:650±10nm;红边:710±10nm;近红外:750±10nm;近红外:850±10nm;
  • 感光芯片:CMOS镜头,500万像素;
  • 变焦功能:20倍光学变焦;焦距:4.7mm-93.6mm,最大视场角:48.1°(水平).36.2”(垂直)
  • 云台功能:可设置角度范围:水平:0°-350°,垂直:0°-90°
  • 支持通过调节并设置变焦焦距和云台角度,自定义预设250个以上的预置点,循环拍摄获取光谱图片等数据,并能从图片文件名上区分其来自每个预置点;
  • 图像获取:群体、个体和局部自由获取;
  • 图像采集:图像自动采集,频率10分钟到24小时;
  • 图像输出:RGB图像、窄波段光谱图和NDVI混合图像;
  • 可直接输出植被指数:宽波段计算指数GVI、GCC、RCC、BCC;窄波段计算指数NDVI、ARVI、EVI、GNDVI、LCI、NDRE、NDWI、OSAVI、RGRI、SIPI、VIopt;支持选择输出FVC植被覆盖度和LAI叶面积指数(特定角度有效)。
  • 智能数据采集器参数
  • 数据储存空间:64G内存(支持扩充到256G);
  • 运行内存:不低于250M;
  • 有线连接:自带4个以上网口,USB,RS485;
  • 无线通讯:内置智能数据采集器中,4G全网通;
  • 支持本地WIFI方式无线下载数据。
  • 远程传输方式:支持FTP和HTTP传输(图像和计算数值远程上传服务器和数据库);
  • 支持远程视频、远程调整相机角度、焦距、采集频率和采集时间;
  • 电源电压范围不低于DC 7-40V,防反接保护。

配套软件

      软件部分:另提供配套的原厂物候相机图片处理软件,可实现时间序列图像批量处理、多种植被指数(GCC、RCC、BCC、GVI、NDVI等)计算、物候曲线拟合与关键物候期提取等功能;

      支持批量物候图像筛选、单通道光谱灰度图层批量分离、物候图像ROI兴趣区域选择等功能,需逐项截图证明。

系统参数

  • 工作环境温度:-40 ℃~60℃;
  • 运行湿度范围:0% RH~100% RH;
  • 电源供应:常规12V/100W太阳能供电系统,可选220V交流供电;
  • 自带GPS/北斗定位:可输出位置信息、记录并登加在图像上,可以用于校准系统时间。

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