PolyPen RP-410手持式植物反射光谱测量仪

PolyPen RP 410手持式植物光谱测量仪通过内部光源（氙气白炽灯380-1050nm）测定植物叶片的反射光谱，也可以测定其他光源的透光度和吸光率。PolyPen在软件中内置了几乎所有常用的植物反射光谱指数公式，例如NDVI，PRI，NDGI等。测得的数据以图形或数据表的形式实时显示在仪器的显示屏上。这些数据都可以储存在仪器的内存里并传输到电脑里。

PolyPen RP 410由可充电锂电池供电，不需要使用电脑即可独立进行测量。仪器配备全彩色触屏显示器、内置光源、内置GPS和用于固定样品的无损叶夹。叶夹具备进行光源和检测器校准的标准参照物。

应用领域：

? 植物反射光谱测量

? 植物胁迫响应

? 色素组成变化

? 氮素含量变化

? 产量估测 

技术特点：

? 目前最便携的测量植物叶片反射光谱的高光谱测量仪。

? 自动计算常用的植物反射光谱指数，也可计算用户定制的指数，同时提供高精度反射光谱图。

? 非破坏性原位测量。

? 手持式仪器，电池供电，无需外部电脑，便于野外测量。

? 内置GPS，USB/蓝牙双通讯模式

技术参数：

? 光谱检测范围：

PolyPen RP 410 UVIS光谱响应范围为380-790nm

PolyPen RP 410 NIR光谱响应范围为640-1050nm

? 内置植被指数：

PolyPen RP 410 UVIS：NDVI、SR、绿度指数、MCARI、TCARI、TVI、ZMI、SRPI、NPQI、PRI、NPCI、Carter指数、SIPI、GM1。

PolyPen RP 410 NIR：NDVI、SR、MCARI1、OSAVI、MCARI、TCARI、ZMI、Ctr2、GM2

? 光源：氙气白炽灯380-1050nm

? 光谱响应半宽度：8nm

? 光谱杂散光：-30dB

? 光学孔径：7mm

? 扫描速度：约100ms

? 触控屏：240×320像素，65535色

? 内存：32MB（可存储8000组以上测量数据）

? 系统数据：16位数模转换

? 动态范围：高增益 1:4300；低增益 1:13000

? GPS：内置

? 通讯方式：USB/蓝牙双通讯模式

? 软件功能：自动计算内置植被指数、计算用户自定义植被指数、实时显示数据图和数据表、数据导出为Excel、GPS地图、固件升级，Windows XP及以上系统适用

? 光谱反射标准配件（选配）：提供最高的漫反射值（99%）。光谱平面涵盖UV-VIS-NIR光谱，保证+/-1%的光学平面。用于光源和检测器的校准。

? 尺寸：15×7.5×4cm

? 重量：300g

? 外壳：防水溅外壳

? 电池：锂电池，通过USB接口充电

? 续航时间：可连续测量48小时

? 工作温度：0~50℃

? 存放温度：-20~70℃

软件界面

应用案例

扁桃树红色叶斑病造成叶片反射光谱及相应植被指数变化（M López-López, et al. 2016）

参考文献

1. A Niglas, et al. 2017. Short-term effects of light quality on leaf gas exchange and hydraulic properties of silver birch (Betula pendula). Tree Physiology 37(9): 1218-1228

2. M Ashrafuzzaman, et al. 2017. Diagnosing ozone stress and differential tolerance in rice (Oryza sativa L.) with ethylenediurea (EDU). Environmental Pollution 230: 339-350

3. M López-López, et al. 2016. Early Detection and Quantification of Almond Red Leaf Blotch Using High-Resolution Hyperspectral and Thermal Imagery. Remote Sens. 8(4): 276

4. PJ Zarco-Tejada, et al. 2016. Seasonal stability of chlorophyll fluorescence quantified from airborne hyperspectral imagery as an indicator of net photosynthesis in the context of precision agriculture. Remote Sensing of Environment 179: 89-103

5. VV Ptushenko, et al. 2015. Possible reasons of a decline in growth of Chinese cabbage under a combined narrowband red and blue light in comparison with illumination by high-pressure sodium lamp. Scientia Horticulturae 194: 267-277

6. VV Ptushenko, et al. 2014. Chlorophyll fluorescence induction, chlorophyll content, and chromaticity characteristics of leaves as indicators of photosynthetic apparatus senescence in arboreous plants. Biochemistry (Moscow) 79: 260-272

内置计算公式的植物光谱指数：

? 归一化差值植被指数Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)

参考文献：Rouse et al. (1974)

公式：NDVI = (R_NIR - R_RED ) / (R_NIR + R_RED )

? 简单比值植被指数Simple Ratio Index (SR)

参考文献：Jordan (1969); Rouse et al. (1974)

公式：SR = R_NIR / R_RED

? 改进的叶绿素吸收反射指数1 Modified Chlorophyll Absorption in Reflectance Index 1 (MCARI1)

参考文献：Haboudane et al. (2004)

公式：MCARI1 = 1.2 * [2.5 * (R₇₉₀- R₆₇₀) - 1.3 * (R₇₉₀- R₅₅₀)]

? 最优化土壤调整植被指数Optimized Soil-Adjusted Vegetation Index (OSAVI)

参考文献：Rondeaux et al. (1996)

公式：OSAVI = (1 + 0.16) * (R₇₉₀- R₆₇₀) / (R₇₉₀- R₆₇₀ + 0.16)

? 绿度指数Greenness Index (G)

    公式：G = R₅₅₄ / R₆₇₇

? 改进的叶绿素吸收反射指数Modified Chlorophyll Absorption in Reflectance Index (MCARI)

参考文献：Daughtry et al. (2000)

公式：MCARI = [(R₇₀₀- R₆₇₀) - 0.2 * (R₇₀₀- R₅₅₀)] * (R₇₀₀/ R₆₇₀)

? 转换类胡萝卜素指数Transformed CAR Index (TCARI)

参考文献：Haboudane et al. (2002)

公式：TSARI = 3 * [(R₇₀₀- R₆₇₀) - 0.2 * (R₇₀₀- R₅₅₀) * (R₇₀₀/ R₆₇₀)]

? 三角植被指数Triangular Vegetation Index (TVI)

参考文献：Broge and Leblanc (2000)

公式：TVI = 0.5 * [120 * (R₇₅₀- R₅₅₀) - 200 * (R₆₇₀- R₅₅₀)]

? Zarco-Tejada & Miller 指数Zarco-Tejada & Miller Index (ZMI)

参考文献：Zarco-Tejada et al. (2001)

公式：ZMI = R₇₅₀ / R₇₁₀

? 简单比值色素指数Simple Ratio Pigment Index (SRPI)

参考文献：Pe?uelas et al. (1995)

公式：SRPI = R₄₃₀ / R₆₈₀

? 归一化脱镁作用指数Normalized Phaeophytinization Index (NPQI)

参考文献：Barnes et al. (1992)

公式：NPQI = (R₄₁₅- R₄₃₅) / (R₄₁₅+ R₄₃₅)

? 光化学植被反射指数Photochemical Reflectance Index (PRI)

参考文献：Gamon et al. (1992)

公式：PRI = (R₅₃₁- R₅₇₀) / (R₅₃₁+ R₅₇₀)

? 归一化色素叶绿素指数Normalized Pigment Chlorophyll Index (NPCI)

参考文献：Pe?uelas et al. (1994)

公式：NPCI = (R₆₈₀- R₄₃₀) / (R₆₈₀+ R₄₃₀)

? Carter指数Carter Indices

参考文献：Carter (1994), Carter et al. (1996)

公式：Ctr1 = R₆₉₅ / R₄₂₀; Ctr2 = R₆₉₅ / R₇₆₀

? 结构加强色素指数Structure Intensive Pigment Index (SIPI)

参考文献：Pe?uelas et al. (1995)

公式：SIPI = (R₇₉₀- R₄₅₀) / (R₇₉₀+ R₆₅₀)

? Gitelson and Merzlyak 指数 Gitelson and Merzlyak Indices

参考文献：Gitelson & Merzlyak (1997)

公式：GM1 = R₇₅₀/ R₅₅₀; GM2 = R₇₅₀/ R₇₀₀ 

产地：欧洲