冠层图像分析仪

1、图像冠层分析仪 北京益康农科技发展有限公司ECA-GG02植物冠层分析系统ECA-GG02是北京益康农科技有限公司最新推出的测量植物冠层参数的生理生态仪器。本冠层分析仪性能卓越、携带轻便、测量快速、操作方便，能满足您不同工作环境的多种需求。一用途与适用范围： 可测算植物冠层的太阳直射光透过率、天空散射光透过率、冠层的消光系数，叶面积指数和叶片平均倾角等 可用于农作物、果树、森林内冠层受光状况的测量和分析 可用于不同植物群体结构的比较 可对农田作物群体生长过程进行动态监测 适用于生态学野外植物群体动态监测的研究与教学 适用于农业、园艺、林业领域有关栽培、育种、 植物群体对比与发展的研究与教学二原

2、理与方法：ECA-GG02植物冠层图象分析系统采用了冠层孔隙率与冠层结构相关的原理。它是根据光线穿过介质减弱的比尔定律，在对植物冠层定义了一系列假设前提的条件下，采用半理论半经验的公式，通过冠层孔隙率的测定，计算出冠层结构参数。这是目前世界上各种冠层仪一致采用的原理。在上述原理下，ECA-GG02采用的是对冠层下天穹半球图像分析测量冠层孔隙率的方法，该方法是各类方法中最精确和最省力、省时、快捷方便的方法。 三结构特点： 专门为植物冠层结构测量设计的小型鱼眼摄像镜头安装在万向平衡接头上，可自动保持镜头处于水平状态。 镜头安装在测杆一端，可以方便地水平向前或垂直向上伸入到茂密的冠层 中，测杆一端的

3、通迅线可联接在计算机上，方便取图操作 由于小巧和带有测杆，可伸入冠层不同高度处，快速地进行分层测量，测 出群体内光透过率和叶面积指数垂直分布图 测杆上附带有线性PAR探头，同时可测量冠层内外的光量子通量密度 （mol/m2s）值，该值可以做为冠层内能量分析的参考值 四功能特点： 非破坏性地测定冠层结构 可以测量冠层内外的光合有效辐射（PAR） 手持式万向接头自动水平调整探头，无需三角架 仪器使用不受阴天、刮风等条件的影响 随身携带的笔记本计算机可以帮助你正确选点取样，即时决定图像的取舍 由计算机电池提供电源极其轻便、便于观测，尤其适合完成野外繁重的观测任务 图像分析软件可以任意定义图像分析区域

4、（天顶角可分10区，方位角可分10区）。对不同方向的冠层进行区域性分析时，可以任意屏蔽地物景像和不合理的冠层部分（如缺株、边行问题等）。对不同天顶角起始角和终止角的选择，可以避开不符合计算该冠层结构参数的冠层孔隙条件 通过USB接口直接将测点图像显示在计算机上，可以在野外即时观察图像，选择合理的测点，将图像存贮 半球图象上可以设计任何地点、任何时间的太阳视运动轨迹，以及冠层内任意时刻的受光状况。五技术参数： 镜头角度：150°（或用户自选180°镜头。除用户有特殊需要，180°鱼眼镜头经常不适合孔隙率测量原理与方法所假设的前提条件，用于冠层结构分析是不适宜和不经济

5、的） 分辨率： 768×494pix 测量范围：天顶角 0°75°（150°鱼眼镜头）可分割成十个区域。方位角 360°亦可分割成十个区域。 PAR感应范围：感应光谱400700nm 测量范围：02000mol/m2s 分析软件：北京益康农公司 ECA-GG02软件 显示和内存：决定于笔记本电脑的选择 电 池： 电脑电池 探头尺寸：直径6cm，高10cm 总 重 量：500克（不含笔记本电脑） 传输接口：USB 工作温度：055六操作说明摄像头：用于图像的采集电源：电源提供测量杆：测量PAR、连接摄像头笔记本：数据处理、储存图1仪器组成示意图1

6、硬件连接： （1）仪器的构成，本仪器主要有四部分构成：笔记本电脑、电源、PAR测量杆、摄像头。 （2）仪器的连接:a: 测量杆和笔记本的连接把测量杆的两个USB插头插在笔记本的USB端口两端（带黑色连接块的插在电脑的右边，一条完整线的插左边）。b: 电池插头与PAR测量杆电源插头连接，PAR测量杆的电源插头的另一端与摄像头连接。c：电源的充电本仪器的电源包括笔记本电源和电池电源两部分。2.测量操作1）益康农ECA-GG02植物冠层图像分析仪由鱼眼图像捕捉图像、微型笔记本计算机图像分析软件处理计算结果。鱼眼探头它可以获取150°视角的鱼眼图像。图像的显示和存贮由笔记本计算机完成。2）笔

7、记本软件操作过程：在阴天或光度不强的早晨与黄昏，将鱼眼探头放在要测量的植物冠层下面，打开笔记本，自动弹出ECA植物冠层分析系统软件界面。先把ECA植物冠层分析系统软件最小化（注意：不能关闭此软件，如关闭电脑自动进入待机状态），用AutoCaptureBmp 应用程序拍摄冠层照片（使用方法如下图3演示），然后用ECA植物冠层分析系统软件进行分析。本ECA植物冠层分析系统软件：ECA冠层测量分析软件此软件的功能是根据用户需要设置自动实时采集640*480位图数据与实时PAR（光合有效辐射）数据。采集的位图用ECA测量分析软件计算冠层数据。ECA测量分析软件功能为根据位图计算结果或可以直接从鱼眼镜头

8、获取实时图像进行分析。益康农冠层自动采集程序。本软件还可以根据用户需要实时采集图像和PAR数据。打开 AutoCaptureBmp 应用程序，弹出界面如 图 3所示，连接好仪器后点击“串口设置”按钮，设置为COM3按确定键后，再点击“实时显示”按钮，可以实时显示PAR数据。点击“保存路径”按钮，弹出对话框可以设置保存位图的路径。点击“间隔时间”按钮，设置图像采集与PAR采集间隔时间。点击 “连接”按钮后，“自动获取”与“手动获取”按钮置为可用，这时可根据需要，自动获取或手动获取。(注：屏幕显示有时黑屏为正常通讯)保存的数据在当前程序目录下“RealTimePAR.xls”文件中，保存的图像在用

9、户设置的保存路径目录下，默认是 “D:BmpFiles”路径下。图 3 AutoCaptureBmp主界面点击“停止”按钮，停止自动采集。点击“断开”按钮，断开程序与摄像头的连接。ECA冠层测量分析软件本软件对保存的图像或鱼眼镜头实时获取图像进行测量分析，计算结果。打开 ECA植物冠层分析系统 程序，弹出如 图 4 所示界面。点击“文件”菜单，选择“选择源”选项，设置正确视频来源，再点击“获取”按钮，您可以在计算机屏幕上看到动态的高精度的植物冠层黑白鱼眼图像。获取图像只需点击一下“获取”图标，图像格式为标准的位图图像(.BMP)。点击“测量”按钮可以计算出植物冠层的叶面积指数、叶片平均倾斜角度

10、、散射辐射透过率、直接辐射透过率、消光系数和叶片的方位分布等参数。计算结果将直接显示在计算机屏幕上，也可以方便地将它以文本文件的形式保存在计算机内。将PAR探头放在植物冠层内外的不同位置，可以测出各个位置的PAR值。特 点：测量方法极为简便。 高分辨率的150°宽视角的黑白鱼眼图像。 非破坏性测量叶面积指数（LAI）、叶片平均倾角（MFLA）和散射辐射 透过率。 可通过用户选择天顶角划分（环），计算出不同高度的太阳光线穿过冠 层后的直接辐射透过率及其消光系数。 可通过用户选择的方位角划分，测量不同方位的叶片分布。 由于直接使用内置的高性能微型笔记本计算机，使得植物冠层图像的测 量和计

11、算速度很快，而且还可以存贮大量的图像（通过硬盘或软盘，需用户自配SD卡）。图 4 ECA-GG02 软件主界面。点击菜单上的 测量选项 或 工具栏 上的测量按钮，获取测量结果图 3 测量结果测量结果可以复制粘贴保存成文本格式，也可以点击 “保存” 按钮保存成 txt格式的文件。7各个菜单与工具栏的详细功能说明工具栏按钮：在上至下依次是“打开”、“保存”、“打印”、“获取”、“测量”、“帮助”六个按钮，如 图5所示图5点击“打开”可以打开一个bmp或jpg图像文件。点击“保存”可以将当前图像保存为 bmp或 jpg文件（程序以卸载）点击“打印”可以打印当前图像点击“获取”可以从鱼眼镜头获取一副图

12、像（程序以卸载）点击“测量”可以对当前已获取的图像进行计算点击“帮助”可以看到关于信息。菜单功能说明：“文件”菜单功能介绍“打开”打开一个bmp或jpg文件。“另存为”另存为硬盘图像文件。“保存处理图像”保存为处理过的图像。“获取”从仪器获取一副图像。“选择源”选择正确的图像来源，一般默认设置。“打印”打印为图像文件“图像”菜单功能介绍：“测量”单击测量选项，弹出如 图6所示窗口。图6可以设置屏蔽区域，屏蔽区域主要为了截去图像上的非冠层区域，起始角度与截止角度由用户根据实际图像确定。阈值等级，根据冠层的情况设置阈值等级，要求选中绿色部分为主要树叶冠层部分。“刷新”选项，刷新测量过得冠层图像。“设置”菜单功能介绍：“设置”菜单包含三部分，分别是“图形”、“输出”、“修剪圈” 如 图7、图8、图9所示。图7图形选项卡中功能：“天顶角个数” 设置冠层图像的纬度圈数。“方位角个数” 设置冠层图像的经度方位角。视野范围默认为是150度“开始天顶角” 默认为0，指开始计算的天顶角角度“截止天顶角” 默认为75，指计算截止的天顶角角度。“阈值等级” 指测量时设置的阈值。“纬度” 测量地的