工作原理：

通過測量植物葉片或冠層對 660nm 紅光和 840nm 近紅外光的反射比來計算歸一化植被差異指數（NDVI）。其計算公式為：，其中 NIR 表示近紅外波段的反射率，R 表示紅光波段的反射率。健康的綠色植被在近紅外波段有較高的反射率，在紅光波段有較低的反射率，因此 NDVI 值可以反映植被的生長狀況和健康程度234。

儀器構成：

• 光學傳感器：包含 4 個光電二極管，用于感應 660nm 和 840nm 波長的光信號，將光信號轉換為電信號，以便后續處理和分析28。

• 數據處理單元：對傳感器采集到的電信號進行放大、濾波、模數轉換等處理，并根據測量原理計算出 NDVI 值。同時，還負責數據的存儲、顯示和傳輸等功能。

• 顯示屏：通常為液晶顯示屏，用于顯示測量結果、操作菜單、儀器狀態等信息，方便用戶進行操作和查看數據。

• 電源模塊：采用 2 節 AAA 堿性電池供電，大約可測量 3000 次，具有低功耗設計，可在野外長時間使用24。

• 外殼：采用防塵設計，保護內部元件不受外界環境的影響，同時外殼設計符合人體工程學，手持方便，重量僅 0.7kg，便于攜帶和操作134。

技術參數：

• 測量范圍：適用于植物葉片、草坪冠層等，測量面積呈圓錐形，范圍在 28.4-183cm 之間，測量單位的 NDVI 值范圍在 - 1 到 1 之間123。

• 精度：重復性為測量結果的 ±5%，測量精度較高，能夠滿足大多數科研和生產實踐的需求124。

• 測量間隔：通常為 2 秒左右，可快速獲取多個測量數據，便于對植物的生長狀況進行實時監測28。

• 工作溫度：工作溫度范圍為 0-40℃，能夠適應大多數自然環境條件下的戶外測量工作123。

功能特點：

• 快速準確測量：采用先進的光學傳感器和數據處理技術，能夠快速、準確地測量出植物的 NDVI 值，為用戶提供及時的測量結果123。

• 非接觸式測量：無需與植物直接接觸，不會對被測植物造成損傷，可在不影響植物生長的情況下進行多次測量和長期監測123。

• 數據存儲與處理：自帶數據存儲功能，可存儲 3250 個讀數（不含 GPS/DGPS 數據）或 1350 個讀數（含 GPS/DGPS 數據），并能顯示多次測量的平均值，方便用戶對測量數據進行記錄、分析和比較123。

• 自動環境光補償：可在自然光、60HZ 交流鎢燈光、直流鹵素燈光等多種光環境下正常工作，不受外界光線條件的影響，確保測量結果的準確性和穩定性123。

• 可與 GPS 接口：支持與 GPS 設備連接，可記錄測量地點的經緯度等位置信息，便于對不同地點的植物進行定位和監測，為后續的數據管理和分析提供便利13。

美國 NDVI測量儀的應用領域：

• 農業領域：幫助農民和農業技術人員快速、準確地了解農作物的氮素營養狀況，確定最佳施肥時機和施肥量，提高氮肥利用率，減少氮肥浪費和環境污染，從而實現精準農業管理，提高農作物產量和質量234。

• 植物生理研究：研究人員可以利用該儀器測量植物在不同生長階段、不同環境條件下的 NDVI 值變化，了解植物的光合作用、生長發育、抗逆性等生理過程，為植物生理學研究提供重要的數據支持。

• 生態環境監測：可用于監測森林、草原、濕地等生態系統中植被的覆蓋度、生長狀況和生態變化，為生態環境保護和生態系統管理提供科學依據。

• 園藝景觀管理：在園藝植物的栽培和景觀設計中，通過測量植物的 NDVI 值，可以及時發現植物的生長問題，如缺水、缺肥、病蟲害等，以便采取相應的措施進行管理和養護，提高園藝植物的觀賞價值和景觀效果。