地物&農(nóng)林 | 植被SIF地基自動觀測系統(tǒng)的搭建物

2024-07-16 09:28:44

太陽光照射在植物上后，太陽輻射的能量有三個去向：吸收、反射和透射。其中，植物吸收的太陽輻射能量有三個用途：光合作用中的光化學(xué)作用、熱耗散和熒光。日光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒馐枪趯映叨确治鲋脖还夂献饔脿顟B(tài)的全新手段。

成的O2-A暗線和O2-B暗線。在夫瑯和費吸收暗線波段，植被的反射光也很微弱，熒光凸顯。全天候植被熒光觀測系統(tǒng)是基于760 nm 和687 nm 附近的O2-A和O2-B 暗線內(nèi)外的波譜觀測值，通過3FLD、SFM等算法提取日光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒狻?/section>

圖1

在測試過程中我們需要考慮的因素：

日光照射變化快

測試系統(tǒng)需連續(xù)不斷工作

鳴謝

感謝張永光老師對海洋光學(xué)的信任及其實驗室其他成員的工作。

植被SIF地基自動觀測系統(tǒng)的硬件包括核心的光纖光譜儀及其配件，再加上外圍控制系統(tǒng)。其主要結(jié)構(gòu)框圖如下：

光譜測試部分主要由高靈敏度光譜儀，直通光纖、余弦矯正器CC-3、雙通道光路切換器1個、微型控制電腦1個。

為避免塔的陰影對余弦校正器造成影響，水平桿***般朝向南方。為保證系統(tǒng)在野外運行穩(wěn)定，可配置***部穩(wěn)壓器 UPS 提供電壓穩(wěn)定的電源。圖3 植被葉綠素?zé)晒釹IFprism系統(tǒng)野外安裝示意圖

由于計算過程中需要獲取系統(tǒng)太陽入射輻照度和地面反射輻亮度，因此需進(jìn)行輻射定標(biāo)，以將光譜儀采集的DN值轉(zhuǎn)化成輻照度（mW/m2/nm）或者輻亮度的單位（mW/m2/nm/sr）。***的輻射定標(biāo)需要在無光的暗室中進(jìn)行，采用VIS-NIR輻射校準(zhǔn)源為裝配有余弦校正器（CC-3）的光路通道進(jìn)行輻射定標(biāo)，將余弦校正器裝入光源出光口測光即可。裸光纖的輻射定標(biāo)宜選用出射光各向同性的均勻光源積分球，在暗室中操作，將裸光纖探頭放置在積分球出光口測光，采集光譜時盡量避免其他光源的干擾。

圖5 室外標(biāo)準(zhǔn)定標(biāo)光譜儀與反射板定標(biāo)裸光纖

數(shù)據(jù)采集

由于野外天氣不確定性，以及光譜儀記錄數(shù)值范圍有限，為達(dá)到光譜儀***佳的探測效果，既不使記錄數(shù)據(jù)過小，也不使記錄數(shù)據(jù)飽和，采用自動優(yōu)化積分時間的方法，通過光強度變化自動調(diào)節(jié)采集光譜的時間，保證采集到的光譜信號精確有效。

然后光路切換至冠層反射光觀測光路，重復(fù)以上步驟以獲取冠層反射光譜和對應(yīng)的暗電流。