XST-SCI-in-One 科研观测一杆通

XST-SCI-in-One 科研观测一杆通

产品概述

长期以来，野外生态试验最常用的自动监测仪器，大部分关注于植被生长环境要素的状态量和变量的监测，如气象、土壤、水文等多种生态环境要素的监测。然而，传统的观测技术却忽视了对植被本体生长参数直接、长期连续、非接触无破坏的监测：如植物物候与植被指数、植被覆盖度与叶面积指数等植被结构参数、日光诱导叶绿素荧光（SIF）的连续自动监测等。从行业应用的角度来说，这些参数对于植被生长状态和变化的描述更加直观准确。

当前对植被本体的观测，常见的解决方案是利用便携仪器，人工手动去现场采集数据。这种方式不但耗费人力资源、不适合连续监测、限制了对生态系统动态过程的深入了解，而且会因为操作人员的差异性及人为本身对环境的干扰，造成数据的误差。

在线自动监测、传感器网络监测、高精度原位监测和远程数据传输等技术在生态系统监测领域的应用，极大程度上解决了以上问题。目前这类技术已经广泛应用于生态系统环境要素及物质能量通量的观测上，对植被本体观测的应用也必将随之发展，是生态系统观测的新趋势。

环境决定植被种群的生存和繁衍。把环境参量当作“因”，那么植被生长参量便是“果”；同时植被生长参量又会以“因”的方式影响着环境参量，比如改变地表粗糙度、调节空气及土壤温湿、影响水碳通量等。原位自动监测和远程传输技术在植物本体监测的应用，可以实现环境与植被两大观测系统协同布局，将会更加有助于长期监测陆地多种生态系统的自然演变和对环境气候变化的响应，实现“因果”同步掌控，帮助科研工作者们全方位的对生态过程的监测记录。

北京星视图科技有限公司自主研发的科研观测一杆通，就是让用户能够一站配齐，即一个观测主杆，完成多种目标参数测量，为解决对自然环境下生长的植被进行长期的全面的监测问题而设计：既对与植物密切相关的环境要素进行监测，又同时对植被本身重要的生长参量进行监测，且两大部分用一个主机同步完成观测，完美解决各参数的时空匹配问题。

一杆通同时能够充分利用智能数据采集器的算力，在完成数据采集的同时，进行数据初步预处理，达到“观测即所得”的效果，减轻用户后期数据计算以及参数处理的工作量。

功能特色

一套系统，多层次部署观测

自上而下集成光谱物候相机、植被冠层结构参数相机、多要素气象传感器、多参数土壤传感器，统一由数据采集器控制和采集数据，保证数据的完整性。

一次部署，同步获得植物指标、气象环境、土壤和水文等四个领域共24种以上的科研参数

获取时间序列的植物图像：从图像上直观查看各个阶段的植物长势，可自定义多个角度观测

自动计算物候植被指数5种： NDVI归一化植被指数，GCC、RCC、BCC、GVI等色度植被指数，从数据上反映植物生长阶段和健康状态

自动计算植被结构参数2种：LAI叶面积指数、FVC覆盖度（或郁闭度），从数据上反映植物长势及种群分布情况

气象要素7种：空气温度、空气湿度、大气压力、风速、风向、降雨量、太阳总辐射

土壤参数3种：温度、湿度、电导率，可选任意个探头数量，观测多个深度的土壤三参数数据

可选配增加参数7种：光合有效辐射、红外冠层温度、叶片温度和叶面湿度等植物生长直接相关的参量；水位、水流速和流量等水文相关参量

一个智能数据采集器，兼顾边缘计算与无线传输功能

内置可编程模块，实时进行数据现场校准和各种植被指数和结构参数计算。

一套数据，本地和云端双备份

观测数据实时保存在本地和云端数据库，并支持断点续传。

技术参数

光谱物候相机

光谱波段	宽波段	窄波段及峰值波长
	RGB 真彩照片	绿	红	近红外
		550±10nm	650±10nm	850±10nm
传 感 器	CMOS镜头，500万像素，RGB图像、光谱图像及NDVI图像
变焦功能	20倍光学变焦，最大视场角48.1°(水平)36.2°(垂直)
数据采集	可设定自动采集频率范围：10分钟～24小时

植被冠层结构参数相机

传感类型	CMOS镜头，半球式设计，垂直向上或向下观测
像素大小	500W，标准RGB真彩色图像输出
视 场 角	36°～120°可调
数据获取	锁定白平衡，日出日落法自动获取数据

一体式气象传感器

观测要素	空气温湿度、大气压力、风速、风向、降雨量、太阳总辐射；可根据情况选择分体式传感器
防护等级	IP66，GB 4208-2008
浪涌等级	四级，GB/T 17626.5-2008
工作温度	–40~85℃
响应时间	1s
信号输出	RS485（Modbus协议）

测量参数	温度	湿度	风速	风向	雨量	压力	辐射
测量原理	热敏电阻	湿敏电容	超声波	超声波	微波雷达	压阻	热电堆
测量范围	–40℃~85℃	0~100%	0~50 m/s	0~360°	0~200 mm/h	200~1200hPa	光谱范围280-3000nm 测量范围0~2000W/m2
准确度	±0.2℃	±2% (10~80%）	0.2m/s@ 0~10m/s   2%@ >10m/s	±2°	±15%	土0.5hPa@ -10~50℃	二级总辐射测量传感器ISO9060和WMO标准
分辨率	0.1℃	1%	0.1m/s	1°	0.01mm/min	0.1hPa	灵敏度：7-14μV/W； 分辨率：1 W/m2

土壤温湿盐传感器

探针材质	防腐特制电极
密封材料	黑色阻燃环氧树脂
防护等级	IP68
工作温度	–40~85℃
响应时间	1s
信号输出	RS485（Modbus协议）

测量参数	温度	水分	电导率
测量原理	热敏电阻	FDR	交流电桥法
测量量程	-40 ℃~85 ℃	0~饱和（VWC）	0~20000us/cm
精度	±0.5℃	±2%（0~50%，棕壤，25℃）	±3%（0~10000us/cm） ±5%（10000~20000us/cm）
分辨率	±0.1℃	±0.03%（0~50%）	10us/cm（0~10000us/cm） 50us/cm （100000~20000us/cm） 内置温度补偿