Yaxin-1201植物冠层仪

Yaxin-1201植物冠层仪

Yaxin-1201植物冠层仪是定量描述植物冠层结构参数的有效工具。它在汲取历史产品经验的基础上，选择采用图像法获取冠层结构图像。并借用比尔定律的原理，普遍采用认同的半经验半理论数学模型公式，非破坏性地简介计算出冠层叶片的叶面积指数（LAI）、散射辐射系数、冠层孔隙率等参数。

该产品可应用于森林生态、林木育种、森林培育、森林工业、国土修复等林业领域；园林绿化、园林景观、林灌草空间配置等园林工程领域；以及在栽培措施、品种选育、光能利用等作物栽培领域中有着广泛的应用。

一、仪器功能

1.测量功能

ž 180度鱼眼冠层图像的获取

ž 光合有效辐射强度（PAR）

ž 水平自动感应

ž 自动方向定位

2.计算功能

ž 叶面积指数（LAI）

ž 林冠郁闭度

ž 叶平均倾角

ž 多点平均LAI

ž 日照时数/可照时数

ž 太阳在天空运动轨迹

3.软件功能

ž 阈值可拖动标尺实现即拖即变，直方图提示以辅助阈值设定

ž 图像方向自动订正

ž 天顶角1～20级分项

ž 方位角1～20级分项

ž 可选择计算区域

ž 多幅图片批量分析功能

ž 提供计算机软件著作权登记证书

4.存储传输功能

ž SD卡存储

ž USB口传输

ž 存储失败提示

5.水平功能

ž 电子水平器

ž LED水平指示

6.便携功能

ž 单人室外操作

ž 联机实时同步测量及结果分析

二、技术参数

1. 镜头

ž  视角：180°

ž  特殊镀膜处理

ž  光圈及焦距：固定

2. 图像传感器

ž  类型：coms

ž  像素：200 w光学像素

3. 主  机

ž  存储：32G SD卡或笔记本电脑

ž  传输： SD卡和USB 2.0方式

ž  电源：7.2 V 1.0 Ah可充锂电

三、实测数据

Yaxin-1201 的软件界面

Yaxin-1201 计算结果

四、冠层仪参考文献 ( 已发表 20 余篇文章 )

·Gao M, Wang X, Chen R, et al. Optimization of water and fertilizer management on the intercropping system between maize and mung bean to improve photosynthetic characteristics & water use and to increase plant yield[J].Frontiers in Plant Science,Volume 16 - 2025.

·Dong L, Wang Y, Cheng X, et al. Estimating carbon sink potential of urban green space plants using light response curves: a case study of native plants in Chongqing[J]. International Journal of Environmental Science and Technology, 2025, 22(12): 11295-11318.

·Noor H, Ding P, Kausar F, et al. Morphological and physiological root traits and expression of the gene relationship withnitrogen uptake in Wheat (Triticum aestivum L.)[J]. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 2024, 48(6): 1034-1051.

· Liu Y, Liu Y, Qi S, et al. Thinning vs. pruning: Impacts on sap flow density and water use efficiency in young populus tomentosa plantations in Northern China[J]. Forests, 2024, 15(3): 536.

·郝瑞煊. 播量与追氮对滴灌小麦产量的影响与水氮利用效率研究[D].山西农业大学,2022.

·张妍妍,王群星,骆雨生等.抚育间伐对栓皮栎人工林及其目标树光环境的影响[J].林业资源管理,2021(04):79-85.

·刘琳奇, 陈泠澍, 陈景玲, 等. 不同密度栓皮栎幼苗冠层结构与 LAI 关系的分析研究[J]. 河南科学, 2017, 35(11): 1778-1783.

五、冠层仪工作原理

 Yaxin-1201植物冠层仪采用的是在当今被广泛认为高效、便捷、灵活、对冠层无损害的“孔隙率"法来获得透光率。以Beer-Lambert 定律为基础，将冠层比作溶液来处理。获取图像的天空可见分数，即天空像素数量与总像素数的比值，在此基础上进行一系列的计算，从而获得想要的冠层参数。这是一种间接的（不破坏冠层结构），不受天气（风，雪，霾）和日照状况（早、中、晚）影响的理想方法。

 那么，我们在应用“孔隙率"法时要遵循哪些假设条件来尽可能地满足比尔定律的要求呢？以下几点是必要的假设前提：

· 冠层中的叶片是不透明的。

· 冠层中所有叶片元素的分布是随机且均匀的。

· 冠层中叶片角度的分布是典型的球面。

· 叶片大小对于整个观测范围来讲是足够小的

 由于存在众多的使用上的条件假设，因此对于测量所得数据要有一个客观、正确的认识。就“孔隙率"法而言，严谨的做法是应该做仪器数据和田间实证数据结合起来使用，以便更加正确、客观地作出分析和判断。所以，在使用Yaxin-1201时要充分注意，尽量减小误差，提高准确性。

六、冠层仪参数的解释

1、叶面积指数，也称叶面积系数：英文名Leaf Area Index，缩写为LAI。指植物植株所有叶片单面面积总和与植株所占的土地面积的比值，能反映可用于光能截获和气体交换的植物潜在叶片面积。即：叶面积指数=叶片单叶总面积/占地面积。

2、冠层孔隙率（直接辐射系数）：英文名：The gap fraction。孔隙率是光线透过冠层未被拦截到达地表的概率,是描述冠层结构和生物量空间分布的关键变量。植株冠层孔隙率有两种定义方法，即面积孔隙率和体积孔隙率。面积孔隙率是指单位面积所含孔隙的面积的百分比，体积孔隙率是指单位体积所含孔隙的体积百分比，具体应根据检测技术的不同而有所差异。通常指的孔隙率为体积孔隙率。

3、散射辐射系数：经过散射改变了方向的太阳辐射为散射辐射系数。太阳总辐射为到达地面的散射和直接太阳辐射之和，总辐射中把来自太阳直射部分遮蔽后测得值为散射辐射。散射辐射系数=太阳总辐射-直接辐射

4、林冠郁闭度： canopy density，是指森林中乔木树冠彼此相接，遮蔽地面的程度。郁闭度指森林中乔木树冠在阳光直射下在地面的总投影面积（冠幅）与此林地（林分）总面积的比，它反映林分的密度。

5、平均叶倾角：mean tilt angle of the leaves，简称为MTA。叶片腹部法线与天顶方向（茎秆）的夹角为叶倾角。平均叶倾角为单位面积冠层叶倾角在统计上的处理。

6、多点平均LAI：叶面积指数在多点取值后的平均值。

7、阳光直照时数：每天太阳直接照射到地面上的实际时间。太阳轨迹在冠层图像上，经历的像素为0（天空可见）及总日出日落中间的时间。

8、太阳在天空运动轨迹：通过天顶角和方位角描述太阳运动轨迹的方式。

9、天顶角（Z)：从天顶开始为0°(即圆心），水平方向为90°。

10、方位角(A)：是从北方开始为0°顺时针旋转到北方为360°。如下图所示