便携式植被覆盖度测量仪的制作方法

文档序号:6030599阅读:303来源:国知局
专利名称:便携式植被覆盖度测量仪的制作方法
技术领域
本发明是地理学研究中的一种便携式植被覆盖度测量仪,它用于野外对植被覆盖度进行 测量,属于自然地理系统技术领域。
(二)
背景技术
植被覆盖度在生态、水保、土壤、水利、植物等领域的研究中常常作为基本的参数或因 子。现有的植被覆盖度测量方法可以归纳为目测估算法、仪器测量计算法和遥感解译法三类
适用于小尺度的植被覆盖度测量的方法主要有(l)目视测量法依靠个人经验进行田间 判读,但人为主观性较强;(2)照相法基本原理是利用相机得到需测区域的垂直成像,再利 用计算机图像处理技术提取植被信息,计算植被覆盖度。照相法和目测法对比分析发现,在 植被覆盖度测量中照相法更加客观和科学,有更高的精确度,因此,照相法已成为目前小尺 度范围的植被测量的首选方法[2]。
目前已有的照相法有多种实施方案,"钓鱼法"就是其中的一种,并且非常简单实用。 本仪器就是在"钓鱼法"的基础上加以创新改进,使得该方法可以在野外方便、快速、稳定 地工作以获取必要的参数。"钓鱼法"在实际测量中需要一根长杆,首先将照相机固定在杆 的一端,通过人力控制杆的另一端,使照相机达到一定的垂直高度,然后对地面植被进行拍
摄o
该方法最关键的技术是利用重力让平台保持水平平衡的原理,以减小照相过程中中心投 影的误差,同时保证在拍摄过程中,平台稳定,不能晃动和抖动。 北京师范大学地理学与遥感科学学院一直致力于该方法的改进。
2007年8月宋凯宇、何亚琼、李貌等人设计了自己的"钓鱼法"平台——三线钓鱼法,该 仪器利用人为控制线,保持仪器拍摄平面的水平。该仪器取得了一定的效果,研究者申请了 专利(申请号200820080171.X) 。 2007年9月,地理学院章文波教授等设计了另一种"钓鱼 法"仪器——单摆式钓鱼法,该仪器将数码相机的平台设计成相机可绕水平横轴自由旋转,利用重力让照相机保持水平。上述两种仪器的支架保证了相平面水平。但是第一种相机平台 在保持拍摄平台稳定和增强反映灵敏方面比较复杂,需要的人力较多(至少四个人),人为 影响大;第二种相机平台随机因素多,平衡效果不好,随着相机的不同,该平台的使用范围
大大降低,非常不便于野外操作。
本仪器基于以上两种仪器的基础,改进了数码相机平台的设计原理,利用云台原理解决 了上述仪器稳定性不够高、自动化程度不够完善、需要多人才能完成等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式植被覆盖度测量仪,它克服了现有仪器不能保证相机拍 摄状态水平的不足,实现相机照相时较好的水平性,并提高野外测量中相机水平的稳定性, 从而使仪器更易操作、更便携、更具有普适性,能够适应多种野外环境,提取植被覆盖度。
本发明在"钓鱼法"测量仪器基本框架不变的情况下,相机平台上采用改进的云台,利
用重力的作用来保证相机拍摄时平台的稳定和水平。本发明的技术方案是 一种便携式植被 覆盖度测量仪,它是由支撑杆、主杆、相机平台和数码相机组成。(图l)
所述支撑杆(图2)是上面为一段钢管,下面为两个尖刺的叉形件,它用于将仪器固定在 地上,下面的两个尖刺便于插入地下,使之保持野外仪器的稳定性。
所述主杆也是一钢管,用于将相机平台升到一定高度。伴随着地物的不同,可以将主杆 进行延长。主杆和支撑杆之间通过销轴连接。
所述相机平台(图3)釆用云台的原理,由一个向下的半圆环, 一个水平的圆形环和一个 水平的正方形框组成。半圆环的上杆与主杆的顶端相连,半圆环的下两端各有一个孔,供水 平圆形环上的两根小支柱穿过并固定。这样,就可以保证水平圆形环可以绕着半圆环自由旋 转。在水平圆形环上,与小支柱垂直的直径方向上,焊接了两个弯支柱,弯支柱的另一端与 正方形框两个对边的中点相连。正方形框另外两个对边上,设置了两根可以滑动的水平滑杆, 可以根据数码相机型号的不同,调整水平滑杆的宽度。水平滑杆通过四个螺丝固定在正方形 框上,螺丝未上紧时,水平滑杆可以在正方形框上滑动,以调节数码相机在垂直于水平滑杆 方向上的水平。为了保证数码相机的稳定,在水平滑杆上设置了四个挂钩,以便用橡皮筋固 定数码相机。为了方便调节平面初始状态水平,在水平滑杆的四个挂钩两侧各加了一个游码, 通过调整游码的位置和水平滑杆的位置来调节初始状态的水平。为了便于看到初始状态的水 平,在正方形框的一角设置了一个水平泡,当气泡位于正中的时候,正方形框平面就水平了。
实际使用时,支撑杆为可拆卸结构,主杆另有附加杆,是套装结构。
下面说明拍摄中正方形平面保持水平的原理。通过上面对于相机平台的设计,在初始时候,可以通过水平滑杆和游码很方便地调节正 方形框平面水平,正方形框平面水平也就是相机平面水平。在实际移动后,由于正方形框与 圆连接的轴线上,正方形框可以自由摆动,如果在这个轴线上,正方形框左右不平衡了,由 于重力的作用,根据单摆的原理,它又会回到平衡状态;同时,在水平圆中,设计的转动轴 线与正方形框的转动轴线垂直,因此在这个方向上,根据单摆原理,它也能够保持平衡。当 这两个方向保持平衡后,正方形框平面就保持水平了。也就是说,云台的设计,是使固定在 正方形框上的物体一旦处于水平状态后,经过任何晃动都可恢复水平状态。
本发明的优点及功效是该测量仪构思科学,结构简单,制作容易。它较好的保持了数 码相机照相时的水平,增强了数码相机照相时的稳定性,从而提高仪器可操作性、便携性、 普适性,使得能够更好地提取植被覆盖度。
(四)


图l仪器总体效果示意图
图2支撑杆示意图 图3云台细节示意图 图4云台平衡示意图 图5仪器前方视角示意图 图6仪器侧方视角示意图 图7仪器顶部俯视示意图 图中符号说明如下
1支撑杆;2主杆;3相机平台;4数码相机;5半圆环;6圆形环;
7弯支柱;8正方形框;9水平滑杆;10挂钩;11游码;12水平泡。
(五)
具体实施例方式
见图l、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示, 一种便携式植被覆盖度测量仪,它是 由支撑杆l、主杆2、相机平台3和数码相机4组成。(图l)
所述支撑杆l (图2)是上面为一段钢管,下面为两个尖刺的叉形件,它用于将仪器固定 在地上,下面的两个尖刺便于插入地下,使之保持野外仪器的稳定性。
所述主杆2也是一钢管,用于将相机平台3升到一定高度。伴随着地物的不同,可以将 主杆2进行延长。主杆2和支撑杆1之间通过销轴连接。所述相机平台3 (图3)采用云台的原理,由一个向下的半圆环5, 一个水平的圆形环6 和一个水平的正方形框8组成。半圆环5的上杆与主杆2的顶端相连,,半圆环5的两端各 有一个孔,供圆形环6上的两根小支柱穿过并固定。这样,就可以保证圆形环6可以绕着半 圆环5自由旋转。在圆形环6上,与小支柱垂直的直径方向上,焊接了两个弯支柱7,弯支 柱7的另一端与正方形框8两个对边的中点相连。正方形框8另外两个对边上,设置了两根 可以滑动的水平滑杆9,可以根据数码相机4型号的不同,调整水平滑杆9的宽度。水平滑 杆9通过四个螺丝固定在正方形框8上,螺丝未上紧时,水平滑杆9可以在正方形框8上滑 动,以调节数码相机4在垂直于水平滑杆9方向上的水平。为了保证数码相机4的稳定,在 水平滑杆9上设置了四个挂钩10,以便用橡皮筋固定数码相机4。为了方便调节平面初始状 态水平,在水平滑杆9的四个挂钩10两侧各加了一个游码11,通过调整游码11的位置和水 平滑杆9的位置来调节初始状态的水平。为了便于看到初始状态的水平,在正方形框8的一 角设置了一个水平泡12,当气泡位于正中的时候,正方形框8平面就水平了。
参考文献秦伟,朱清科等.植被覆盖度及其测算方法研究进展[J.西北农林科技大学学报(自然科学版).2006,09. [2]路炳军,刘洪鹄等.照相法结合数字图像技术计算植被覆盖度精度研究[J.水土保持通报,2007,01. [3]张学霞,朱清科等.数码照相法估算植被盖度[J.北京林业大学学报.2008,01.
权利要求
1、一种便携式植被覆盖度测量仪,其特征在于它是由支撑杆、主杆、相机平台和数码相机组成;所述支撑杆是上面为一段钢管,下面为两个尖刺的叉形件,它立于地面;所述主杆也是一钢管,用于将相机平台升到一定高度,主杆和支撑杆之间通过销轴连接;所述相机平台由一个向下的半圆环,一个水平的圆形环和一个水平的正方形框组成;半圆环的上杆与主杆的顶端相连,半圆环的下两端各有一个孔,供水平圆环上的两根小支柱穿过并固定;在水平圆环上,与小支柱垂直的直径方向上,焊接了两个弯支柱,弯支柱的另一端与正方形框两个对边的中点相连;正方形框另外两个对边上,通过四个螺丝固定了两根可以滑动的水平滑杆,在水平滑杆上设置了四个挂钩,在四个挂钩两侧各放置一个游码,数码相机通过四个挂钩固定在水平滑杆上,在正方形框的一角设置了一个水平泡。
2、 根据权利要求1所述的一种便携式植被覆盖度测量仪,其特征在于该支撑杆为可拆 卸结构。
3、 根据权利要求l所述的一种便携式植被覆盖度测量仪,其特征在于该主杆有附加杆, 是套装结构。
全文摘要
一种便携式植被覆盖度测量仪,它是由支撑杆、主杆、相机平台和数码相机组成;所述支撑杆是上面为一段钢管,下面为两个尖刺的叉形件,它立于地面;所述主杆也是一钢管,用于将相机平台升到一定高度,主杆和支撑杆之间通过销轴连接;所述相机平台由一个向下的半圆环,一个水平的圆形环和一个水平的正方形框组成;主杆的一端由测量员控制,另一端连接相机平台,此相机平台能在自身重力的作用下较快的帮助相机恢复水平。相机平台是本发明的关键部件,它根据云台的原理设计,它使固定在正方形框上的数码相机一旦处于水平状态后,经过任何晃动都可恢复水平状态。该测量仪构思科学,结构简单,制作容易,它使我们能够更好地提取植被覆盖度。
文档编号G01B11/28GK101441067SQ20081024116
公开日2009年5月27日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者史海珍, 姚冬萍, 洁 杨, 雷星松 申请人:北京师范大学
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