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陸地生態碳匯綜合觀測系統(TCOS)采用一系列全方位、立體化的植被監測方案,通過開路或閉路渦度協方差系統(IRGASON,CPEC310)以及植被監測設備LAINet、SpecNet、PhotoNet和EcoLidar等實現對區域陸地生態系統不同生態參數的觀測,以“多途徑、多線程”的方式,反演并估算出生態系統GPP,可精準完成對陸地碳匯的全方位動態監測。
渦動相關法是利用快速響應的三維超聲風速溫度計和紅外線氣體分析儀(IRGASON,CPEC310),進行單點測量垂直風速脈動量與相關標量(如溫度水平風速水汽密度等)的脈動量,通過計算它們的協方差而直接獲取一定時段的湍流通量。
全自動植被葉面積指數監測儀(LAINet) 以具有無線數據收發功能的光量子傳感器為基礎,實現植被透射輻射的實時監測,并基于自主研發的高精度算法,計算得到植被冠層結構信息,如葉面積指數、平均葉傾角、聚集指數及冠層覆蓋度等。
智能高光譜新型聯網光譜儀(SpecNet)為智能高光譜新型聯網光譜儀,具有完成反射率計算、光譜曲線預覽、波譜特征提取、多種植被指數計算、波譜分析等功能,也具有高光學分辨率、高靈敏度、低雜散光、以及快速光譜反應速度的特點。可直接測量出葉綠素熒光(SIF),歸一化植被指數(NDVI),光化學指數(PRI),葉綠素/胡蘿卜素指數(CCI),紅邊指數(REI)
PhotoNet物候相機具有精準的多光譜成像技術,既能夠獲取真彩色高清觀測圖像,也可以拍攝多光譜圖像。同時支持遠程實時查看視頻功能。
提供配套的物候觀測數據處理軟件,可實現物候圖像預處理、綠度植被指數計算、植被分類、物候曲線擬合與關鍵物候期提取、數據導入導出、統計分析以及時間序列圖像批量處理等功能。 標準配置輸出為RGB與NDVI圖像。
植被生態多參數激光雷達測量儀(EcoLidar),EcoLidar為植被生態多參數激光雷達測量儀系統,其系統內置有慣性導航系統,不僅僅能夠提取植被冠層的生態參數,還能夠從點云數據中重建植被三維場景,這是傳統光學遙感所不具備的能力。激光雷達的回波信號中,包含了植被冠層的葉片面積信息、葉傾角信息、高度信息,反射能量信息,因此,激光雷達能夠提取更多的植被生態參數,包括結構參數:植被高度,胸徑,冠層結構;功能參數:葉面積指數,生物量,蓄積量。
陸地生態碳匯綜合觀測系統(TCOS)整體架構圖
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