基于红外半球摄影的无线叶面积指数传感器设计

来源：电子测量技术杂志2022年第18期北京时间：

作者：王瀚聪，吴寅

单位：南京林业大学信息科学技术学院 南京 210037

摘要：叶面积指数（leaf area index, LAI)是研究林地生态系统和植被冠层结构的重要参量，高效、准确地测量LAI是森林资源清查工程中的一项重要工作。传统的LAI测量方式需要人工手持仪器至现场测量，费时费力，近年来随着物联网技术的发展，利用无线传感节点测量LAI的技术逐渐走向成熟，但仍有部分问题亟需解决。本文提出了一种基于红外半球摄影（digital infrared hemispherical photography, DIHP）的LAI测量方法，设计了针对红外摄影颜色空间的自适应分割算法，并部署在边缘计算平台“树莓派”上，解决了传统半球摄影法（digital hemispherical photography, DHP）容易受环境干扰的问题。所设计的传感节点测量值与手持式植被冠层分析仪HM-G20比较相关性显著，R值达到了0.99691，平均测量准确度可达93.57%，比DHP方式提高了13.85%。该DIHP节点运行功耗较低，满足林业物联网长期实地部署的要求，具有极大的应用前景。

关键词：叶面积指数;红外半球摄影;无线传感器

基金资助：国家自然科学基金（32171788，31700478）；江苏省大学生创新训练计划（202110298089Y）资助项目