【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于森林生态指标确定领域，具体涉及一种森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法。
技术介绍
1、随着全球气候变化和森林生态系统管理的需求日益增加，对森林叶面积指数的高时间分辨率估算显得尤为重要。叶面积指数作为衡量树叶面积与地面面积比的关键指标，在光合作用、蒸腾作用和碳循环研究中发挥着重要作用。
2、目前，叶面积指数的估算主要依赖于直接叶面积测量、光学仪器使用(例如lai-2000)或卫星遥感数据分析，这些方法虽在大范围和长时间尺度上提供有效估算，但在高时间分辨率和精确度方面存在局限。特别是在捕捉季节性变化和短期森林动态方面，现有技术往往难以满足研究和管理的需求。因此，迫切需要一种简便、高效的方法实现更准确和连续的森林叶面积指数估算，以支持全球气候变化中森林生态系统的研究和管理。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种融合物候数据的森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法。该方法能够有效弥补现有技术在时间分辨率和精度上的不足，旨在实现更准确和连续的森林叶面积指数估算，从而更好地支持森林生态系统的研究和管理。
2、为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种融合物候数据的森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法，包括：
4、在目标区域内选定森林样地，获取所述森林样地内的乔木树种，在所述森林样地内设置凋落叶收集框；
5、获取所述凋落叶收集框内在一整个生长季内所收集的乔木树种凋落
6、获取每个乔木树种叶片的图像，其中所述乔木树种叶片的图像为从所述凋落叶收集框内收集的乔木树种凋落叶片不重叠平铺在扫描仪上扫描形成的图像；
7、基于所述乔木树种叶片的图像，获取每个乔木树种的平均单个叶片面积、平均叶片长度和平均叶片宽度；
8、获取每个乔木树种叶片的重量，其中所述乔木树种叶片的重量为从所述凋落叶收集框内收集的乔木树种凋落叶片通过称重装置得到的重量；
9、基于所述乔木树种叶片的重量，获取每个乔木树种的平均单个叶片重量；
10、获取所述凋落叶收集框内每个乔木树种的叶面积，依据公式lai＝ai×lwi/wi得到所述凋落叶收集框内乔木树种的叶面积la，其中i为第i个乔木树种，a为所述乔木树种的平均单叶面积，lw为凋落叶收集框的叶片总重量，w为所述乔木树种的平均单叶重量；
11、对所述森林样地内的每个乔木树种设立若干样木，对所述样木选择若干用于叶物候观测的枝条是为样枝；
12、获取所述每个乔木树种样枝的物候观测数据，其中所述乔木树种样枝物候观测数据的时间分辨率取决于研究等用途的需要，时间分辨率建议为2-3天，所述乔木树种样枝物候观测数据的内容为记录枝条的非当年生叶数量和当年生叶数量，在展叶物候期间通过长度测量装置获取所述每个当年生叶的长度和宽度，叶片不再生长后停止测量所述当年生叶的长度和宽度；
13、基于所述乔木树种样枝的物候观测数据，获取所述每个乔木树种每次观测时样枝的叶面积，依据公式得到所述每个乔木树种每次观测时样枝的叶面积la，其中i为第j个乔木树种，j为第j次物候观测，na为样枝的非当年生叶数量，nb为样枝的当年生叶数量，k为样枝的第k片当年生叶，l为叶片的长度，w为叶片的宽度，l为平均叶片长度，w为平均叶片宽度；
14、基于所述乔木树种每次观测时样枝的叶面积，获取每个乔木树种样枝的最大叶面积和落叶物候完成后的叶面积；
15、获取每个乔木树种样枝最大叶面积时期对应的叶面积指数，依据公式得到所述每个乔木树种样枝最大叶面积时期对应的叶面积指数laimax，其中i为第i个乔木树种，lamax为所述乔木树种样枝的最大叶面积，lafall为所述乔木树种落叶物候完成后的叶面积，la为所述凋落叶收集框内乔木树种的叶面积，s为凋蒋叶收集框的面积；
16、基于所述乔木树种样枝最大叶面积时期对应的叶面积指数，获取任意物候观测时期乔木树种的叶面积指数，依据公式laii，j＝laimax，i×lai，j/lamax，i得到所述任意物候观测时期乔木树种的叶面积指数lai，其中i为第i个乔木树种，laimax为所述乔木树种样枝最大的叶面积指数，la为所述乔木树种样枝的叶面积，lamax为所述乔木树种样枝的最大叶面积；
17、获取任意物候观测时期森林样地的叶面积指数，依据公式得到所述任意物候观测时期森林样地的叶面积指数lai，其中j为第j次物候观测，i为第i个乔木树种，n为所述森林样地乔木树种个数。
18、本专利技术的有益效果：本专利技术的技术方案基于物候观测数据，能够更准确地反映出森林叶面积指数的变化，实现对森林叶面积指数的高时间分辨率估算。这一方法克服了现有技术无法捕捉快速生态变化的不足，提供了对森林叶面积指数季节性变化和短期动态的更清晰视图。此外，本专利技术所采用的技术方案操作简便，成本低，适用性强，使得即使在资源有限的环境下也能进行高效的叶面积指数监测和估算。本专利技术方法有效地解决了现有技术在时间分辨率、数据准确性和适应性的缺陷，在全球气候变化及其对森林生态系统研究和管理中具有显著的科学价值和广泛的应用前景。
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1.融合物候数据的森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述融合物候数据的森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法，其特征在于，所述步骤S1中，凋落叶收集框应在森林生长季开始前设置，在样地中的布设采用机械等距布点法，凋落叶收集框的间距应介于森林样地内平均树高的1/3和2/3之间，凋落叶收集框的离地高度为0.8-1.2米。
3.如权利要求1所述融合物候数据的森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法，其特征在于，所述步骤S21中，凋落叶收集框的落叶在整个生长季内可分至少一次收集。
4.如权利要求1所述融合物候数据的森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法，其特征在于，所述步骤S22中，在扫描仪上平铺采集的乔木树种凋落叶片时，从凋落叶收集框内收集的全部叶片中抽取一部分叶片，然后将抽取的叶片平铺在扫描仪上进行扫描。
5.如权利要求1所述融合物候数据的森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法，其特征在于，所述步骤S24中，乔木树种凋落叶片在进行称量前，对凋落叶收集框内收集的叶片进行烘干处理。
6.如权利
7.如权利要求1所述融合物候数据的森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法，其特征在于，所述步骤S31中，所述乔木树种样枝物候观测数据的时间分辨率为2-3天。
8.如权利要求1所述融合物候数据的森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法，其特征在于，所述步骤S31中，若所述乔木树种为常绿树种，样枝物候观测数据的内容为记录枝条的非当年生叶数量和当年生叶数量；若所述乔木树种为非常绿树种，样枝物候观测数据的内容为记录枝条的当年生叶数量。
9.如权利要求1所述融合物侯数据的森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法，其特征在于，所述步骤S31中，在展叶物候期间通过长度测量装置获取所述样枝每个当年生叶的长度和宽度，叶片不再生长后停止测量所述当年生叶的长度和宽度。
...【技术特征摘要】
1.融合物候数据的森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述融合物候数据的森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法，其特征在于，所述步骤s1中，凋落叶收集框应在森林生长季开始前设置，在样地中的布设采用机械等距布点法，凋落叶收集框的间距应介于森林样地内平均树高的1/3和2/3之间，凋落叶收集框的离地高度为0.8-1.2米。
3.如权利要求1所述融合物候数据的森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法，其特征在于，所述步骤s21中，凋落叶收集框的落叶在整个生长季内可分至少一次收集。
4.如权利要求1所述融合物候数据的森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法，其特征在于，所述步骤s22中，在扫描仪上平铺采集的乔木树种凋落叶片时，从凋落叶收集框内收集的全部叶片中抽取一部分叶片，然后将抽取的叶片平铺在扫描仪上进行扫描。
5.如权利要求1所述融合物候数据的森林叶面积指数的高时间分辨率估算方法，其特征在于，所述步骤s24中，乔木树种凋落叶片在进行称量前，对凋落叶收集框内收集...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐振招，
申请(专利权)人：德清县浙工大莫干山研究院，
类型：发明
国别省市：
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