大尺度的农作物长势监测可以为农业政策的制订和粮食贸易提供决策依据，目前监测手段以遥感监测为主，小尺度（地块）作物长势监测，则直接为提高作物产量和品质服务，目前以各种手持式设备和人工实地测量为主。WITU一直探索通过摄像头（或智能手机）这一简单设备，可以在大范围进行推广，也可以在多个尺度进行应用，解决作物长势监测参数多，目的性不强等问题，让图像输出可指导作物水肥管理的直接结果。

一、WITU为什么选用作物冠层覆盖率作为植株生长势的综合量化指标？

传统的作物长势监测中，通常将植株叶面积、叶色、叶倾角、叶片展开度、叶片数、以及叶绿素含量、株高、茎粗、节距等参数，作为判断作物生长状况的重要指标。而这些指标，也很难直接和水肥自动控制设备之间建立智能控制关系，随着智慧种植的发展，选择一种作物长势量化指标，将其与田间管理自动化设备之间建立智能决策过程，让这一量化指标，直接参与田间管理决策，是必经之路。

作物冠层覆盖率（CC）作为作物长势监测指标，是WITU国内同行业产品中首推，现该指标已经纳入农业部土壤墒情监测指标体系，WITU选择的理由如下：

1、监测简单，安装摄像头垂直拍照即可，也可通过智能手机拍照获取；

2、与传统监测数据LAI之间有直接相关，使用者原来积累的历史数据与新数据对接无障碍；

3、以FAO水驱动作物产量模型为依托，与农田小气候监测数据ET₀、作物系数Kc等建立联系，计算ET指导灌溉；

4、可借助现代图像处理技术，与叶绿素含量、植株氮含量建立联系；

5、可利用传统测土配方施肥技术方法和数据，如作物生育期需肥量、植株氮含量等建立植物生长期精准施肥制度，该项设备与技术，WITU发明专利申报中。

二、CC数据具体的应用方向有哪些？

1、累计历史数据，获取常规指标

  虽然图像处理技术监测CC取代了LAI，但是两者之间存在明确的数据关系

CC=1.005[1-exp(-0.6LAI)]^1.2，因此，这种监测结果不仅可以提取反映生长状况的CC，还可以提取关于农作物个体特征如株高、茎粗、叶片数等以及群体特征如株距、行距等信息。

2、结合作物遗传，实现品种改良

生物量作物农作物估产、生态环境监测方面不可或缺的指标，反应了作物利用自然资源的能力，用CC预估生物量使CC与作物遗传解译之间建立关系，进行作物优良品种的选择，对农业生产研究具有重要意义。

3、估测叶片氮含量，提供施肥方案

作物茎叶等冠层部分与植物光合作用直接相关，作物冠层覆盖率的大小可以有效反应作物的光合作用，进而判断作物氮含量，同时，作物冠层颜色的不同对于作物本身氮素含量的多少有直接的关系，因此，作物CC监测可以为作物后期的施肥管理提供理论依据。

4、计算ET值，指导田间灌溉

植物的腾发作用作为主要的水分消耗部分，所消耗的水量称为作物腾发量（ET），准确计算ET是有效进行水资源管理及提高水分利用效率的关键，FAO-56将作物冠层覆盖率（CC）作为计算作物腾发量ET主要参数，精确的ET为指导田间灌溉管理提供依据。

5、建立生长模型，预估作物产量

作物生长期内冠层大小的动态变化与作物产量密切相关，通过生长模型对不同作物品种在不同地区种植的可行性及生产潜力进行预测，FAO研发的AquaCrop模型采用CC取代传统的LAI来表示作物群体的发展和衰败，使得模型参数的获取更为便捷有效，对作物高产、稳产赋予重要意义。

6、观测生理形态，诊断农业旱情

由于作物生长对水分亏缺比较敏感，若作物形态上发生改变则说明作物生理已受到水分亏缺的危害，因此通过作物长势监测可以更加直观、方便地进行小范围内作物旱情诊断。

综上所述，WITU经过缜密科学的理论研究，将大尺度的产量评估与小尺度的田间管理相统一，将数字图像技术与作物冠层覆盖率的监测进行有机结合，成功研发了实时的作物长势监测站，精确的数字图像处理技术，智能的数据解译，形成作物冠层不同生育期连续曲线，并在未来的产品研发中，将FAO以水定产的模型作为理论基础，继续开发产量预测、测土配肥等功能，使作物长势监测发挥更务实的作用。

（WITU云数据中心--作物长势冠层覆盖率CC曲线）