智能手机App与数字半球摄影测量叶面积指数对比研究*洪楚翘屈永华†（北京师范大学遥感科学国家重点实验室，北京师范大学地理科学学部遥感与工程研究院，北京市陆表遥感数据产品工程技术研究中心，100875，北京）摘要基于自主开发的智能手机App（LAISmart）对针阔混交林、阔叶林和农作物3种植被类型的叶面积指数（leafareaindex，LAI）进行测量，并以数字半球摄影（digitalhemisphericalphotography，DHP）的测量结果作为参考值进行对比分析.结果表明，虽然LAISmart与DHP的LAI值总体上具有高度一致性（R2=0.95，RMSE=0.68），但是，LAISmart的性能受到植被叶片密集程度的影响.研究发现：LAI>3.9时，LAISmart的测量结果会明显低于DHP的测量结果；智能手机成像传感器的自动曝光模式，是引起LAISmart在测量LAI高值区域估值偏低的重要影响因素；当对LAI高值区域的LAISmart图像进行降低曝光度处理后，LAISmart和DHP的测量结果偏差得到进一步降低，且LAISmart测量结果的精度可以提高49%左右.此外，LAISmart的较窄视场角几乎不会对其测量结果产生影响，若能在调节智能手机曝光度的条件下使用LAISmart，则具有更高效率和更低成本优势的LAISmart可以成为替代DHP的有效方法.关键词叶面积指数；智能手机；数字半球摄影；曝光中图分类号TP391.4DOI：10.12202/j.0476-0301.2021232叶面积指数（LAI）是表征陆地生态系统中植被冠层结构的关键参数，通常被定义为一定地表面积上所有叶片表面积与土壤面积的比值[1].准确快速地测量LAI对研究植物与生长环境之间的相互影响、全球碳循环具有极其重要的意义[2−3].LAI的测量方法可以分为直接测量与间接测量2大类型.直接测量方法一般是以破坏性方式进行叶片样本采集，然后通过测量仪器（如LI-3000C、LI-3100C、CI-202等）人工测量叶片表面积，再根据样方面积大小计算出LAI[4].直接法相对来说技术成熟，结果准确，但会对叶片产生破坏，且操作烦琐，效率较低，不适合大范围样地的测量[5−6].间接测量方法则是通过测量其他中间变量，如冠层间隙率或者透过率来估算冠层LAI，具有操作简便、对植被无破坏等优点，因此一般情况下LAI实测工作均采用间接测量[4，7].间接测量涉及经验公式法、遥感测定法和光学仪器法等多种方法，其中光学仪器法已成为LAI地面间接测量方法的代表[8].在光学仪器法中，数字半球摄影法（digitalhemisphericalphotography，DHP）是一种应用较为广泛的测量技术.DHP方法是利用数字单反相机配备一个具有大广角...
