植物冠层作为植物最先接触到外界气体环境和光照的部位，其结构形态与植物的生长状况密切相关。通过对植物冠层图像进行分析计算，得出叶面积指数来反映植物对于光能利用状况、冠层结构变化以及物质能量交换情况等，这为增强群体生命力、预测作物产量提供了宝贵的信息。植物冠层分析仪采用比尔定律以及冠层孔隙率与冠层结构相关的原理，通过专用鱼眼镜头成像和CCD图像传感器测量冠层数据和获取植物冠层图像，并利用软件对所得图像和数据进行分析计算。
植物生长过程离不开光照的影响，因此计算光照在植物冠层内的分布情况对植物的生长和管理有重要意义。植物冠层分析仪可测量叶面积指数、叶片平均倾角、散射辐射透过率、不同太阳高度角下的直射辐射透过率、不同太阳高度角下的消光系数、叶面积密度的方位分布、冠层内外的光合有效辐射（PAR）等冠层参数，并且不会损害植物体，让植物保持完整性。植物冠层分析仪配有专用分析软件，有选择所需图像区域的功能（天顶角可分割为10区，方位角可分10区），可屏蔽不合理的冠层部分，仅对有效图像区域进行分析，使测量数据更加准确。
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