基于椭球函数的棉花叶倾角分布动态模拟

根据试验资料,在系统分析棉花冠层叶倾角时空分布规律的基础上,将整个生育期分为4个生长阶段,并利用高斯五点距离法将冠层分为5层,用椭球分布函数模拟不同生育阶段、不同高度层上的叶倾角分布密度。模型能较全面地反映整个生育期冠层不同高度上的叶倾角分布情况,且方便用于分层的光合作用模型。利用不同播期的试验资料对模型进行验证,叶倾角频率分布的模拟结果与1∶1直线之间的决定系数R2和均方根误差(RMSE)分别为0.945和6.3%,表明模型具有较好的预测性和实用性。

SunScan冠层分析仪在测量大豆叶面积指数中的应用

SunScan冠层分析仪是一种利用间接测量法观测叶面积指数（LAI）的仪器，通过给定反映植被几何特征的椭球体叶倾角分布参数（ELADP），测量透射率获得LAI。于2005、2006年在黑龙江省嫩江县鹤山农场布设大豆试验地，通过比较LI-3100叶面积仪直接测量的LAI和SunScan冠层分析仪间接测量的LAI，得出ELADP率定结果，并验证了SunScan冠层分析仪测量LAI的精度。结果表明：用SunScan测量大豆冠层LAI时，ELADP取值为4．0；设定该参数后，SunScan测量的LAI与LI-3100测量结果一致，二者拟合的线性回归方程显著；随生长季叶面积的变化，SunScan测量误差略有变化；播种后50～85d，Sun—Scan观测值偏低7．2％，播种96d以后观测值偏高12．5％，播种后85～96d与LI-3100观测值十分接近，误差只有2．0％；经过参数率定后的SunScan测量LAI效果较好。

SunScan冠层分析仪在水稻叶面积指数测量中的应用

为了研究ELADP对SunScan测量LAI的影响规律,在江西省灌溉试验中心站针对晚稻开展试验研究,试验设3种施氮水平：N0（0kg/hm2）、N1（135kg/hm2）、N2（180kg/hm2）。对比分析SunScan间接测量水稻LAI与比叶重法实测水稻LAI,对ELADP进行率定,并分析其变化规律。结果表明,从移栽到抽穗开花期,不同施氮水平下,ELADP值在0.5左右变化;N2施氮水平下,乳熟期ELADP为1.2、黄熟期为1.7;N1施氮水平下,乳熟期ELADP为1.2,黄熟期ELADP大于4,没有得到具体值;N0施氮水平下,乳熟期和黄熟期ELADP均大于4,也没有得到具体值。综合分析表明,水稻ELADP取值从移栽到抽穗开花期为0.5,乳熟期及黄熟期1.2-1.7较合适。ELADP的率定结果为用SunScan准确测量水稻LAI提供了依据。

基于Campbell椭球分布函数的大兴安岭地区主要树种叶倾角分布模拟

叶倾角分布(LAD)直接决定着植被冠层对辐射的截获量,同时对入射太阳辐射的大小与走向也起着决定性作用,是定量遥感中的关键参数.本研究基于Campbell椭球分布函数和迭代方法拟合大兴安岭林区主要树种的LAD,定量分析冠层叶片分层与不分层时模型的拟合情况及不同龄组对LAD的影响.结果表明:大兴安岭地区6种主要树种的LAD均属于横椭球分布,针叶树的平均叶倾角小于阔叶树;无论对叶片分层处理与否,模型拟合叶倾角的结果与实测结果基本一致;白桦和落叶松的拟合结果与实测结果线性回归的相关系数分别是0.8268、0.8192,均方根误差分别是3.7%、4.3%,说明Campbell模型应用于森林冠层是可靠的;考虑龄组的影响时,虽然分层处理时叶倾角的分布趋势与龄组无关,但幼龄落叶松的平均叶倾角小于成熟落叶松,表明龄组对叶倾角分布取值有正向影响,而对消光系数取值有负向影响.

基于植物冠层分析仪单线多角度测量的叶面积指数与叶倾角分布关系

叶面积指数(LAI)和叶倾角分布(LAD)作为研究植被冠层结构的重要参数,二者间存在一定的定量关系。以白桦(Betula platyphylla)纯林为研究对象,基于单线多角度观测结果、Norman和Campbell线性最小二乘反演技术(NC技术)以及Compbell模型三者结合,分析LAI和LAD间的定量关系。NC技术能很好地反演叶倾角分布,对实测的叶倾角分布的解释能力达90%以上;根据NC技术计算得到的叶倾角概率密度较实际偏大,Campbell模型模拟结果则偏小,尤其在[0°,10°]区间内;2种技术存在一种互补关系,而2种技术计算得到的结果取平均时,对实测叶倾角分布的解释能力得到一定提高,达96%以上;此外,多角度测量中利用NC技术反演时,叶倾角分布区间个数一般以取观测太阳天顶角个数的1/2为最佳。本研究为LAI和LAD的间接测量提供了方法,同时为大范围的LAI测量提供了验证手段,也为定量遥感模型参数优化提供了理论依据。

水分胁迫对冬小麦冠层结构及光合特性的研究

冬小麦在不同的水分条件下有不同的表现形式,主要利用CI110植物冠层结构分析仪研究在不同时期的水分胁迫条件下,冬小麦的冠层结构形状的变化。研究结果表明:不同时期进行水分胁迫的处理在冠层光分布中有明显的差异,干旱处理和水分胁迫的处理的叶面积指数小于其它处理,消光系数、叶倾角、散射辐射的穿透系数和直接辐射的穿透系数则大于其它处理;随着时间的变化,冬小麦冠层内的光分布参数在不同水分处理间的差异变的越来越小;光合特性也有明显的差异,干旱处理和水分胁迫处理的光合特性明显低于其它处理的水平;不同时期水分胁迫处理对植株叶片的影响主要集中在植株的中部。

强聚焦换能器冲击波数值模型

0引言高强度聚焦超声(HIFU)技术作为新兴的非侵入式治疗肿瘤方法得到人们极大的关注[1-2]。非线性声场分布是HIFU治疗中的关键物理参数之一,其对准确的预测和评价治疗效果有着重要的作用。Kamakura等人推导了球壳式大张角换能器在椭球坐标系下的非线性方程(spheroidal beam equation,SBE)[3]。通常,将时域波形进行傅里叶级数展开,然后在频域计算SBE模型,得到声场分布。

利用无人机激光雷达提取玉米叶面积密度

叶面积密度可以表征冠层内部叶面积的垂直分布,是作物生长发育、营养诊断和育种研究的重要结构参数。激光雷达通过发射多脉冲和接收多回波信号可以探测到作物冠层内部信息。首先基于无人机激光雷达获取60个小区多航线的玉米点云数据,采用基于接触频率的体素法对叶面积密度进行估算,再对多个体素大小进行分析得到最优体素大小(0.2 m);其次对各航线以及航线叠加效果进行对比,得到无人机激光雷达获取点云数据的最优激光脉冲入射角(-30°~52°);然后结合玉米叶倾角和激光脉冲入射角对叶面积密度估算模型进行校正,从而提高叶面积密度估算精度;最后通过对不同种植密度和不同品种的玉米叶面积密度分布进行分析,得到不同品种玉米的发育快慢、株型特点以及最合理的种植密度。以上结果可为基于无人机激光雷达数据估算叶面积密度提供指导,并为玉米育种和科学管理提供参考。