我国遥感卫星应用 “叶面积指数自动观测网络”完成建设

叶面积指数，亦称叶面积系数。是指单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数。叶面积指数是生态系统的一个重要结构参数，用来反映植物叶面数量、冠层结构变化、植物群落生命活力及其环境效应，是全球生态研究的重要输入参数，在生态环境、气候变化等领域具有重要的应用，为植物冠层表面物质和能量交换的描述提供结构化的定量信息，并在生态系统碳积累、植被生产力和土壤、植物、大气间相互作用的能量平衡，植被遥感等方面起重要作用。

近期，国内首 个叶面积指数自动观测网络完成建设。实现对全国典型生态环境下叶面积指数的全国范围、长时间持续地面观测，弥补了传统地面测量方法在时空分辨率上的不足。

感卫星应用国家工程实验室在全国规划布设15套我国具有完全自主知识产权的叶面积指数无线传感网络系统，其中定点测量系统14套、移动测量系统1套，覆盖农田生态、森林生态、草原生态等主要生态系统类型，后续还将不断完善提升观测布局。该观测网络所积累的丰富数据，将对气候变化、生态环境、精准农业等领域的科研与实践产生重要影响。

叶面积测定仪主要分为两种类型

分别通过扫描和拍摄图像获取叶面积. 扫描型叶面积仪主要由扫描器(扫描相机) 、数据处理器、处理软件等组成，可以获得叶片的面积、长度、宽度、周长、叶片长度比和形状因子以及累积叶片面积等数据，主要仪器有： CI - 202 便携式叶面积仪、L I- 3000台式或便携式叶面积仪、AM - 300手持式叶面积仪等. 此外，还有使用台式扫描仪和专业图像分析软件测定的方法. 图像处理型叶面积仪由数码相机、数据处理器、处理分析软件和计算机等组成，可以获取叶片面积、形状等数据，主要仪器有：W IND I2AS图象分析系统、SKYE 叶片面积图像分析仪、Decagon - Ag图象分析系统、WinFOL IA多用途叶面积仪。

卫星遥感方法

为大范围研究叶面积指数提供了有效的途径，主要有2种遥感方法可用来估算叶面积指数，一种是统计模型法，主要是将遥感图像数据如归一化植被指数NDV I、比植被指数RV I和垂直植被指数PV I与实测叶面积指数建立模型。这种方法输入参数单一，不需要复杂的计算，因此成为遥感估算叶面积指数的常用方法. 但不同植被类型的叶面积指数与植被指数的函数关系会有所差异，在使用时需要重新调整、拟合。  

另一种是光学模型法，它基于植被的双向反射率分布函数是一种建立在辐射传输模型基础上的模型，它把LA I作为输入变量，采用迭代的方法来推算叶面积指数.这种方法的优点是有物理模型基础，不受植被类型的影响，然而由于模型过于复杂，反演非常耗时,且反演估算叶面积指数过程中有些函数并不总是收敛的。

无线传感器网络是一种分布式传感网络，它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。WSN中的传感器通过无线方式通信，因此网络设置灵活，设备位置可以随时更改，还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。

传感器网络实现了数据的采集、处理和传输三种功能。它与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。无线传感器网络是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络的所有者。

无线传感器网络所具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。潜在的应用领域可以归纳为:军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。

新闻来源：中国科学院空天信息创新研究院