在21世纪,无线传感器网络技术被认为是中国有着巨大发展潜力的新兴技术,对社会的进步和经济发展有着重要作用,它与环境监测相结合,使得环境信息的获取逐渐趋向智能化。在收集土壤温湿度、叶面积指数等环境参数的同时具有观测当地地貌情况的监控系统对用户的意义更加重大。由此,本文设计了面向环境监测的视频无线传感器网络应用层系统。本文中软件开发环境基于Windows平台的.NET架构,服务器端采用Winform架构,结合C#语言不仅完成对研究区域的土壤温湿度等环境信息的获取,而且完成了视频图像的获取及处理,然后估算出叶面积指数入库,客户端采用ASP.NET MVC框架和JQUERY EASYUI框架,结合html语言和C#语言完成了web动态网站的开发,具体研究工作如下:(1)本文通过无线传感器网络实现了监控区域的视频监控,并且在固定时刻对获取的视频图像进行处理分析,然后估算出叶面积指数这个环境参量,这不仅解决了使用者每次去实地使用冠层分析仪获取叶面积指数的不便,又解决了通过遥感图像法反演叶面积指数时获取图像成本高的问题,而且整套系统成本低并且采用太阳能供电能够长期运行于野外。(2)本文既解决了用Miller公式法估算时受到光线、地形等的影响获取的孔隙度数据不准确的问题,又解决了拍摄图像有部分缺失数据仍能使用单角度法估算叶面积指数的问题,通过图像分析估算的LAI值与LAI-2000冠层分析仪获取的LAI值的相关系数可达0.858。(3)本文实现了无人值守下数据智能获取和查询系统,此系统实现了对多个监控区域环境信息的分类接收与存储,并且设计了信息查看权限,实现了历史环境信息和节点电量数据查询及导出功能,还有曲线图显示,同时也实现了动态节点图在百度地图上显示等功能,给用户提供了友好的人机交互的web界面。本文提出的通过无线传感器网络获取半球图像,并自动对获取的图像进行分析估算出叶面积指数这种方法,目前在现有文献中没有见过相关报道。