冠層分析儀又叫葉面積指數(shù)儀，用于各種高度植物冠層的研究，利用魚(yú)眼鏡頭和CCD圖像傳感器獲取植物冠層圖像，通過(guò)專用分析軟件，獲得植物冠層的相關(guān)指標(biāo)和參數(shù)。

冠層分析儀的原理

　　冠層分析儀應(yīng)用了冠層孔隙率與冠層結(jié)構(gòu)相關(guān)的原理。根據(jù)光線穿過(guò)介質(zhì)減弱的比爾定律，在對(duì)植物冠層定義了一系列假設(shè)前提的條件下，采用半理論半經(jīng)驗(yàn)的公式，通過(guò)冠層孔隙率的測(cè)定，計(jì)算出冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)。這是目前世界上冠層分析儀一致采用的原理。

　　在上述原理下，冠層分析儀應(yīng)用對(duì)冠層下天穹半球圖像分析測(cè)量冠層孔隙率的方法，該方法是各類方法中Z精確和Z省力、省時(shí)、快捷方便的方法。

冠層分析儀結(jié)構(gòu)組成

　　冠層分析儀由魚(yú)眼圖像捕捉探頭(由魚(yú)眼鏡頭及CCD圖像傳感器組成)、內(nèi)置多個(gè)PAR傳感器的測(cè)量桿(搖臂)、筆記本電腦、圖像采集軟件及圖像分析軟件、高容量的可充電電池組組成。魚(yú)眼探頭安裝在一個(gè)很輕的搖臂的頂端，可以獲取150°視角的魚(yú)眼圖像。圖像的顯示和存貯由配置的筆記本計(jì)算機(jī)完成。

冠層分析儀功能特點(diǎn)

　　鏡頭可自動(dòng)保持水平狀態(tài)：專門(mén)為植物冠層結(jié)構(gòu)測(cè)量設(shè)計(jì)的小型魚(yú)眼攝像鏡頭安裝在手持式萬(wàn)向平衡接頭上，可自動(dòng)保持鏡頭處于水平狀態(tài)，無(wú)需三角架;

　　鏡頭可以伸入至冠層中：鏡頭安裝在搖臂一端，由于小巧和帶有測(cè)量桿，可以方便地水平向前或垂直向上伸入到冠層不同高度處，快速地進(jìn)行分層測(cè)量，測(cè)出群體內(nèi)光透過(guò)率和葉面積指數(shù)垂直分布圖;

　　可屏蔽不合理冠層部分：對(duì)不同方向的冠層進(jìn)行區(qū)域性分析時(shí)，可以任意屏蔽地物景象和不合理的冠層部分(如缺株、邊行問(wèn)題等)。對(duì)不同天頂角起始角和終止角的選擇，可以避開(kāi)不符合計(jì)算該冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)的冠層孔隙條件，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)閾值，可以更極ng準(zhǔn)的測(cè)量出葉面積指數(shù)等參數(shù);

　　圖像分析軟件：冠層分析儀的圖像分析軟件可以任意定義圖像分析區(qū)域。

冠層分析儀使用條件

　　1、測(cè)量多少個(gè)B值通過(guò)冠層高度確定

　　根據(jù)A=fπH2其中，A代表取樣面積，f是視角范圍(以0.75，0.5，0.25和0.125分別代表270°，180°，90°和45°的遮蓋帽)，H是冠層高度。一個(gè)B值取自無(wú)遮蓋帽(f為1)邊長(zhǎng)為5m的正方形樣地，高為1m的冠層下，它代表的取樣面積為3m，即全面積的12%。若冠層只有0.2m高，那么B值只代表全面積的0.5%。

　　通過(guò)測(cè)量點(diǎn)上葉片密度的變化確定。冠層均一的樣地與不均一的相比，只需要測(cè)定少量幾個(gè)B值即可。這個(gè)可用來(lái)確定B值的數(shù)量以達(dá)到95%的可信度置信水平。

　　2、遮蓋帽的使用

　　對(duì)于任何成對(duì)測(cè)量的A、B讀數(shù)，遮蓋帽必須是相同的尺寸，光探頭必須觀測(cè)相同部分的天空，并且必須保證遮蓋帽覆蓋相同部分的探頭(這只適用于使用相同探頭讀A和B值)。

　　當(dāng)冠層分析儀操作者處在視角范圍內(nèi)時(shí)，使用270°視角的遮蓋帽擋住操作者。在測(cè)量AB值時(shí)都存在的物體通常不會(huì)影響葉面積指數(shù)的計(jì)算。因此，可以測(cè)量樹(shù)下草地的葉面積指數(shù)，如果AB值非常接近，表明在AB值的測(cè)量中樹(shù)占據(jù)了探頭視角范圍的相同部分。

　　3、葉片大小

　　冠層分析儀探頭和上面Z近葉片之間的距離應(yīng)該Z少是葉片寬的4倍。當(dāng)使用遮蓋帽時(shí)距離應(yīng)該增大，但是當(dāng)有多個(gè)B值時(shí)距離應(yīng)該減小。

　　4、天空條件

　　冠層分析儀可以用于不同的天空條件下的測(cè)定，Z好在陰天下測(cè)定，但是通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)置和方法也可以在其他條件下測(cè)定。

　　直射陽(yáng)光：盡管避免直射陽(yáng)光，可在陰天或日出日落時(shí)進(jìn)行測(cè)量。

　　變幻的陰天：如果天空有明顯的明亮和陰暗區(qū)，測(cè)量不均一的冠層時(shí)易出現(xiàn)誤差。天空Z(yǔ)亮方向下的冠層會(huì)使測(cè)量數(shù)據(jù)增大。解決辦法是縮小探頭的視角范圍，這樣明亮和陰暗區(qū)域不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在同一讀值中。

　　雨、霧及露：在潮濕冠層下可以進(jìn)行測(cè)量，但是應(yīng)注意勿使水滴落在探頭透鏡上。在雨天也可以測(cè)量，但是有很大的不確定性。透鏡上的水滴由于擋光會(huì)造成影響。一些小水滴會(huì)減少一些環(huán)10%或更多的光線。因此，通過(guò)用布擦拭來(lái)保持透鏡上無(wú)水很重要。

冠層分析儀的測(cè)量指標(biāo)

　　1、葉面積指數(shù)。

　　2、葉片平均傾角。

　　3、天空散射光透過(guò)率。

　　4、不同太陽(yáng)高度角下的植物冠層直射輻射透過(guò)率。

　　5、不同太陽(yáng)高度角下冠層的消光系數(shù)。

　　6、葉面積密度的方位分布。