Способ определения биомассы растительности Советский патент 1986 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к дистанционным способам контроля состояния растительных покровов и может применяться для дистанционного определения величины зеленой массы сельскохозяйственной растительно сти.

Целью изобретения является упрощение и повышение точности измерений.

Способ определения биомассы растительности заключается в следующем.

На сельскохозяйственном массиве, на котором предполагается проводить измерения биомассы растительности, выбирают эталонный участок, характеризующийся средним значением биомассы растительности для массива. На эталонном участке измеряют биомассу Qj и температуру Т растительности. По спектральной зависимости интегрального ослабления СВЧ-излу- чения в данном типе растительности Т K.-Q производят выбор рабочей и опорной длин волн, /1 2 соответственно, из соотношения

2(К. - К, ).Q 1

- 1,

К

Перед измерениями на контролируемом участке растительности проводят полив почвы контролируемого участка растительности до состояния полной полевой влагоемкости почвы, проводят измерение яркостной температуры Т,/ и Т Л контролируемого участка на рабочей и опорной длинах волн /1, и /1 и определяют значение биомассы растительности контролируемого участка растительности по формуле

Т - Т

Q--QJh

я А

Т-Т

л

Интенсивность радиотеплового излучения растительности характеризует- 45 дй-- ся величиной яркостной температуры

1,,, которая для сомкнутой растительности есть

Тя Т р +Т(1 -j3); Р: Е

- 1

(1)

где Тд - яркостная температура подстилающей растительности поверхности, Т - температура растительности, - коэффициент передачи растительности, количественно описывающий ослабление излучения подстилающей поверхности, L - интегральное ослабление СБЧ-излучения в растительности.

Величина Т связана с биомассой растительности Q соотношением

,(2)

где К , - коэффициент, зависящий от типа и стадии вегетации растительности и длины волны л . Зависимости Кд в настоящее время получены для колосовых, гороха, люцерны, кукурузы.

Так как растительные покровы различных типов имеют выраженную спектральную зависимость интегра.ьного ослабления, это позволяет получить значение биомассы растительности путем измерения Т на двух длинах волн Л,, и Л :

Q--

1

Тк, -к )

.1

Ри

.

2(К -К.)

т-т.

я А

т:-Т

(1 +

п ял.

т Т-Т ял, яА,

)

-1 м(3)

Из соотнощения (3) может быть получено соотношение, определяющее длины волн , и Aj, При которых погрешность определения биомассы растительности минимальна

2 (К

/,

-.

(4)

Из равенства (4) следует, что выдй--

бор оптимальных длин волн зависит от измеряемой величины биомассы. Б связи с этим перед измерениями выбирают эталонный участок, характеризующийся средним я обследуемого массива значением биомассы растительности, и измеряют значение на этом участке. Затем выбирают длины волн , ,

из соотношения (.4) с ..

Из соотнощения (3) может быть по- лучена оценка погрешности определения биомассы растительности

Ь .

д I

1

-7(К -К л. л.

р

л

уТ

ЯЛ,

-лТ,

яи,.

(к,-к)1 A,(T-T;,J

1

,вД, Т,

2

П

йА

- Т

йА,

(5)

-,

В соответствии с (5), для получения минимальной погрешности определения биомассы растительности необходимо, чтобы величина |3 д.. была минимальной. Это условие определяет выбор

нимум значения К д в спектральной за- зависимости 1 . Рабочая длина волны А, выбирается из условия (4J.

Из соотношений (3) и (5j также следует, что измерения биомассы растительности возможно при условии, что

ЯЛ. )

Проведенные экспериментальные исследования показывают, что указанное условие-выполняется в СВЧ-диапазоне для почв, увлажненных до состояния полной полевой влагоемкости почвы (ППВ). В связи с этим проводят полив почвы контролируемого участка растительности до состояния ППВ.

Величина биомассы растительности определяется расчетным путем по формуле

1

Рн

т-т.

яА

2(к-К ).

/( л

j.Q.t.IZbA-,

э Т-Т.

яА1

Формула изобретения

Способ определения биомассы растительности, заключзирщийся в измерении ее яркостной температуры Т в

Редактор А.Шандор

Составитель Е.Адамова

Техред М.Ходанич Корректор С.Черни

Заказ 4814/42 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытшЧ 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

ны / , определяемой из спектральной зависимости СВЧ-излучения растительности, и измерении температуры растительности Т,отличающий- с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерений, предварительно определяют значение биомассы растительности на эталонном участке Q, производят полив контролируемого участка растительности до состояния полной полевой влагоемкости почвы, а измерение яркостной температуры на опорной длине волны А и дополнительно на рабочей длине волны / осуществляют на контролируемом участке растительности, причем, рабочую длину волны А, выбирают из соотношения

2(Кд - Кд) Q, 1,

определяют значение биомассы растительности по формуле

а аЛпТ:Тя А. .

т-т,,

где К - коэффициент, определяющий связь интегрального ослабления СВЧ-излучения в растительности с ее биомассой.

Изобретение относится к дистанционным способам контроля состояния растительных покровов. Упрощается и повьшается точность измерений. Способ определения биомассы заключается в измерении ее яркостной температуры Т„ в СВЧ-диапазоне на рабочей длине волны , определяемой из спектральной зависимости СВЧ-излу- чения растительности, и измерении температуры растительности Т. .Цель достигается определением значения биомассы на эталонном участке Q. Из мерение яркостной температуры на рабочей длине волн h и дополнительно на опорной длине волны А, осуществляют на контролируемом участ ке растительности. Опорную длину волны выбирают из соотношения 2(К - - К ) РЗ где Кд - коэффициент, опреДеляющий связь интегрального ослабления СВЧ-излучения в растительности с ее биомассой. Значение биомассы определяется по формуле Q Q, In (Т - Т, )/(Т-Т, ). (Л INP сд ел со