科研觀測一桿通
產品概述

長期以來,野外生態試驗最常用的自動監測儀器,大部分關注於植被生長環境要素的狀態量和變數的監測,如氣象、土壤、水文等多種生態環境要素的監測。 然而,傳統的觀測科技卻忽視了對植被本體生長參數直接、長期連續、非接觸無破壞的監測:如植物物候與植被指數、植被覆蓋度與葉面積指數等植被結構參數、日光誘導葉綠素螢光(SIF)的連續自動監測等。 從行業應用的角度來說,這些參數對於植被生長狀態和變化的描述更加直觀準確。
當前對植被本體的觀測,常見的解決方案是利用便攜儀器,人工手動去現場採集數據。 這種管道不但耗費人力資源、不適合連續監測、限制了對生態系統動態過程的深入瞭解,而且會因為操作人員的差异性及人為本身對環境的干擾,造成數據的誤差。
線上自動監測、感測器網路監測、高精度原位監測和遠程資料傳輸等科技在生態系統監測領域的應用,極大程度上解决了以上問題。 現時這類科技已經廣泛應用於生態系統環境要素及物質能量通量的觀測上,對植被本體觀測的應用也必將隨之發展,是生態系統觀測的新趨勢。
環境决定植被種群的生存和繁衍。 把環境參量當作“因”,那麼植被生長參量便是“果”; 同時植被生長參量又會以“因”的管道影響著環境參量,比如改變地表粗糙度、調節空氣及土壤溫濕、影響水碳通量等。 原位自動監測和遠程傳輸科技在植物本體監測的應用,可以實現環境與植被兩大觀測系統協同佈局,將會更加有助於長期監測陸地多種生態系統的自然演變和對環境氣候變化的響應,實現“因果”同步掌控,幫助科研工作者們全方位的對生態過程的監測記錄。


北京星視圖科技有限公司自主研發的科研觀測一杆通,就是讓用戶能够一站配齊,即一個觀測主杆,完成多種目標參數量測,為解决對自然環境下生長的植被進行長期的全面的監測問題而設計:既對與植物密切相關的環境要素進行監測,又同時對植被本身重要的生長參量進行監測,且兩大部分用一個主機同步完成觀測,完美解决各參數的時空匹配問題。
一杆通同時能够充分利用智慧資料獲取器的算力,在完成資料獲取的同時,進行數據初步預處理,達到“觀測即所得”的效果,減輕用戶後期數據計算以及參數處理的工作量。
功能特色
一套系統,多層次部署觀測
自上而下集成光譜物候相機、植被冠層結構參數相機、多要素氣象感測器、多參數土壤感測器,統一由資料獲取器控制和採集數據,保證數據的完整性。
一次部署,同步獲得植物名額、氣象環境、土壤和水文等四個領域共24種以上的科研參數
獲取時間序列的植物影像:從影像上直觀查看各個階段的植物長勢,可自定義多個角度觀測
自動計算物候植被指數5種: NDVI歸一化植被指數,GCC、RCC、BCC、GVI等色度植被指數,從數據上反映植物生長階段和健康狀態
自動計算植被結構參數2種:LAI葉面積指數、FVC覆蓋度(或鬱閉度),從數據上反映植物長勢及種群分布情况
氣象要素7種:空氣溫度、空氣濕度、大氣壓力、風速、風向、降雨量、太陽總輻射
土壤參數3種:溫度、濕度、電導率,可選任意個探頭數量,觀測多個深度的土壤三參數數據
可選配新增參數7種:光合有效輻射、紅外冠層溫度、葉片溫度和葉面濕度等植物生長直接相關的參量; 水位、水流速和流量等水文相關參量
一個智慧資料獲取器,兼顧邊緣計算與無線傳輸功能
內寘可程式設計模塊,實时進行數據現場校準和各種植被指數和結構參數計算。
一套數據,本地和雲端雙備份
觀測數據實时保存在本地和雲端資料庫,並支持中斷點續傳。
技术参数
光譜物候相機
光譜波段 | 寬波段 | 窄波段及峰值波长 | ||
RGB 真彩照片 | 绿 | 紅 | 近紅外 | |
550±10nm | 650±10nm | 850±10nm | ||
传 感 器 | CMOS鏡頭,500萬點數,RGB影像、光譜影像及NDVI影像 | |||
變焦功能 | 20倍光學變焦,最大視場角48.1°(水准)36.2°(垂直) | |||
資料獲取 | 可設定自動採集頻率範圍:10分鐘~24小時 |
植被冠層結構參數相機
傳感類型 | CMOS鏡頭,半球式設計,垂直向上或向下觀測 |
點數大小 | 500W,標準RGB真彩色影像輸出 |
視 場 角 | 36°~120°可調 |
數據獲取 | 鎖定白平衡,日出日落法自動獲取數據 |
一體式氣象感測器
觀測要素 | 空氣溫濕度、大氣壓力、風速、風向、降雨量、太陽總輻射; 可根據情况選擇分體式感測器 |
防護等級 | IP66,GB 4208-2008 |
浪湧等級 | 四級,GB/T 17626.5-2008 |
工作溫度 | –40~85℃ |
回應時間 | 1s |
訊號輸出 | RS485(Modbus協定) |
量測參數 | 溫度 | 濕度 | 風速 | 風向 | 雨量 | 壓力 | 輻射 |
量測原理 | 熱敏電阻 | 濕敏電容 | 超聲波 | 超聲波 | 微波雷達 | 壓阻 | 熱電堆 |
測量範圍 | –40℃~85℃ | 0~100% | 0~50 m/s | 0~360° | 0~200 mm/h | 200~1200hPa | 光譜範圍280-3000nm 測量範圍0~2000W/m2 |
準確度 | ±0.2℃ | ±2% (10~80%) | 0.2m/s@ 0~10m/s 2%@ >10m/s | ±2° | ±15% | 土0.5hPa@ -10~50℃ | 二級總輻射量測感測器ISO9060和WMO標準 |
分辯率 | 0.1℃ | 1% | 0.1m/s | 1° | 0.01mm/min | 0.1hPa | 靈敏度:7-14μV/W; 分辯率:1 W/m2 |
土壤溫濕鹽感測器
探針材質 | 防腐特製電極 |
密封材料 | 黑色阻燃環氧樹脂 |
防護等級 | IP68 |
工作溫度 | –40~85℃ |
回應時間 | 1s |
訊號輸出 | RS485(Modbus協定) |
量測參數 | 溫度 | 水分 | 電導率 |
量測原理 | 熱敏電阻 | FDR | 交流電橋法 |
量測量程 | -40 ℃~85 ℃ | 0~飽和(VWC) | 0~20000us/cm |
精度 | ±0.5℃ | ±2%(0~50%,棕壤,25℃) | ±3%(0~10000us/cm) ±5%(10000~20000us/cm) |
分辯率 | ±0.1℃ | ±0.03%(0~50%) | 10us/cm(0~10000us/cm) 50us/cm (100000~20000us/cm) 內寘溫度補償 |