专利名称：基于近红外成像技术的积雪参数测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及积雪物理参数地面测量技术领域，特别涉及一种基于近红外成像技术的积雪参数测量系统。
背景技术：
多年来对积雪的测量研究一直引起地理学、气象气候学及水文学等学科科技工作者的广泛关注与重视，并取得了一批重大研究成果。遥感技术的应用，使积雪监测在广度上有了长足的发展，特别是积雪的微波遥感具有独特的优势，由于微波对积雪雪深的穿透能力，可以获得雪层内部的信息，从而使得雪水当量的遥感监测具有很强的物理意义，且可以业务运行。为了更加方便了解积雪的微波辐射特性，从而发展出积雪微波辐射和散射模型的大量研究，其中著名的有DMRT(密质介质辐射传输；理论模型)理论模型，HUT snow model (赫尔辛基大学积雪辐射模型)积雪辐射模型以及MEMLS (多层积雪微波辐射模型) 多层模型等。在积雪微波辐射和散射模型计算中，积雪的参数信息如粒径、温度和密度等剖面分层信息的获取非常关键，目前这些工作基本是采用手持放大镜或可照相显微镜作为观测工具，采用标准的刻度板作为参照物来完成人工的读数(或微距照相机辅助记录等)获取，该种方法往往耗时、误差较大，且需要靠人工的对积雪层的分层采样后进入观测，增加了随机误差来源，如何更加快速定量地获取这些参数是野外积雪、雪坑积雪参数获取的瓶颈问题之一。
实用新型内容(一 )要解决的技术问题本实用新型要解决的技术问题是如何提供一种基于近红外成像技术的积雪参数测量系统，以便快速方便地获取积雪的近红外图像，进而为计算积雪的反射率、SSA(比表面积)值或者粒径参数提供数据基础。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于近红外成像技术的积雪参数测量系统，其包括互相连接的图像采集单元和图像处理单元；所述图像采集单元包括相机、 导轨和支架；所述导轨连接所述支架；所述相机可滑动地设置在所述导轨上；所述图像处理单元为一台能够根据所述图像采集单元采集的积雪图像，处理得到积雪的反射率、SSA值或者粒径中的至少一种参数的计算机。优选地，所述相机为近红外相机，并且所述近红外相机的滤镜为波长为850nm的近红外滤镜。优选地，所述导轨整体为金属长条，内部设置有圆水准器；在所述导轨的上表面等间隔设置有三角凹槽；在所述导轨长度方向的两个侧面对称设置有方形凹槽。优选地，在所述导轨下表面的中间位置设置有螺孔和小圆孔。[0011]优选地，所述图像采集单元还包括云台和第一连接件；所述云台的下部连接所述支架，上部连接所述第一连接件的下部；所述第一连接件的上部连接所述导轨的下部。优选地，所述第一连接件上表面设置有与所述螺孔相匹配的螺栓，以及和所述小圆孔相匹配的小凸起。优选地，所述图像采集单元还包括导轨连接件和第二连接件；所述导轨连接件的下部滑动连接所述导轨，上部连接所述第二连接件的下部；所述第二连接件的上部连接所述相机。优选地，所述导轨连接件包括外套；所述外套的下部设置有用于嵌套所述导轨的嵌套槽，上部设置有连接所述第二连接件的梯形槽，并且在所述梯形槽的下部设置有用于定位所述第二连接件的定位孔。优选地，所述外套包括外套主体和连接壁；所述连接壁通过紧固螺栓与所述外套主体的上部拼接构成所述梯形槽。优选地，所述导轨连接件还包括卡槽开关；所述卡槽开关进一步包括扳手、连接轴和三棱柱；所述扳手设置在所述外套长度方向的一个侧面，并且连接所述连接轴的一端；所述连接轴的另一端伸入所述外套内部，与所述外套转动连接；所述三棱柱的一个侧面与所述连接轴连接，并且所述三棱柱与所述导轨上表面的三角凹槽相匹配。(三)有益效果本实用新型所述的基于近红外成像技术的积雪参数测量系统，通过设置导轨及其附属连接件，能够在多种不同的地形条件下，多角度多位置，快速方便地采集积雪图像，进而为计算机计算积雪的反射率、SSA值或者粒径参数提供数据基础。
图I是本实用新型实施例所述的基于近红外成像技术的积雪参数测量系统的结构示意图；图2是本实用新型实施例所述的第二连接件的主视图；图3是本实用新型实施例所述的导轨连接件的主视图；图4是本实用新型实施例所述的第二连接件与导轨连接件的装配示意图；图5是本实用新型实施例所述的卡槽开关的主视图；图6是本实用新型实施例所述的导轨的主视图；图7是本实用新型实施例所述的第一连接件的主视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。图I是本实用新型实施例所述的基于近红外成像技术的积雪参数测量系统的结构示意图。如图I所示，所示系统包括图像采集单元和图像处理单元。所示图像采集单元进一步包括相机100、第二连接件200、导轨连接件300、导轨400、第一连接件500、云台 600和支架700。所述相机固定在所述第二连接件200上；所述第二连接件200固定在所述导轨连接件300上；所述导轨400保持有一段嵌套在所述导轨连接件300内，并且所述导轨连接件300能够在所述导轨400上滑动；所述导轨固定在所述第一连接件500上；所述第一连接件500固定在所述云台600上；所述云台600固定在所述支架700上。所述图像处理单元为一台能够根据所述图像采集单元采集的积雪图像，处理得到积雪的反射率、SSA值或者粒径中的至少一种参数的计算机800。所述相机100为近红外相机，并且所述近红外相机的滤镜为波长为850nm的近红外滤镜。所述相机100可以通过将普通相机的滤镜替换为850nm的近红外滤镜后改装得到。图2是本实用新型实施例所述的第二连接件的主视图。如图2所示，所述第二连接件200的上部设置有用于固定所述相机100的相机螺栓201，下部设置有定位凸起204， 两个侧面上设置有楔形槽203。图3是本实用新型实施例所述的导轨连接件的主视图。如图3所示，所述导轨连接件300进一步包括外套、卡槽开关302、弹性栓303和紧固螺栓304。所述外套进一步包括外套主体3011和连接壁3012。图4是本实用新型实施例所述的第二连接件与导轨连接件的装配示意图。如图4 所示，所述外套主体3011的上部和连接壁3012拼接构成一个梯形槽3013，在所述外套主体 3011上并且在所述梯形槽3013的底部设置有与所述定位凸起204相匹配的定位孔3014。 所述连接壁3012上设置有通孔，所述紧固螺栓304穿过所述通孔并深入所述外套主体3011 内部，从而将所述连接壁3012和所述外套主体3011相连接。所述梯形槽3013的尺寸和形状与所述第二连接件200及所述楔形槽203的尺寸和形状相匹配。从而，当所述紧固螺栓 304拧紧后，所述第二连接件200可以牢固的固定在所述梯形槽3013内。所述外套的下部设置有用于嵌套所述导轨的嵌套槽3015。图5是本实用新型实施例所述的卡槽开关的主视图。参见图3、图4和图5，所述卡槽开关302进一步包括扳手3021、连接轴3022和三棱柱3023。所述扳手3021设置在所述外套主体3011的长度方向的一个侧面，其连接所述连接轴3022的一端；所述连接轴 3022的另一端深入所述外套主体3011的内部，并且与所述外套主体3011转动连接；所述连接轴3022与所述三棱柱3023的一个侧面固定连接，并且能够带动所述三棱柱3023转动。所述弹性栓303设置在所述外套主体3011上，并且与所述扳手3021设置同一侧，当所述扳手3021转动到下方时，所述弹性栓303可以对所述扳手3021产生一个较小的支撑力， 从而一定程度上固定所述扳手303，防止其意外转动。图6是本实用新型实施例所述的导轨的主视图。如图6所示，所述导轨400整体为金属长条，总长100cm，内部设置有圆水准器401。在所述导轨400的上表面上等间隔 (5cm)设置有三角凹槽402，所述三角凹槽402的形状和所述三棱柱3023相匹配。当所述扳手3021转动至下方时，所述三棱柱3023刚好进入所述三角凹槽402内部，从而将所述相机100固定在导轨400上某一个位置，可以稳固地对积雪进行拍照；当所述扳手3021转动至上方时，所述三棱柱3023离开所述三角凹槽402，所述导轨连接件300带动所述相机100 可以在所述导轨400上滑动，从而多位置进积雪进行连续拍摄。在所述导轨400长度方向的两个侧面上对称设置有方形凹槽403，所述方形凹槽403与所述嵌套槽3015相匹配。在所述导轨400下表面的中间位置设置有螺孔404和小圆孔405。图7是本实用新型实施例所述的第一连接件的主视图。如图7所示，所述第一连接件500上部设置有与所述螺孔404匹配的螺栓501以及与所述小圆孔405匹配的小凸起502，下部设置有用于与所述云台600连接的云台凸起504。所述第一连接件500和所述第二连接件200均可以采用市场上现有销售的用于连接云台和支架的通用连接件，也可以按照所述系统需求定制。所述云台600采用三维云台，可以带动其上的各部件在竖直和水平方向转动，从而使所述相机100具有较宽的拍摄可调角度。所述支架700为可升降三脚架，能够在不同的地形条件下固定所述相机100的拍
摄姿态。所述计算机800对所述图像采集单元采集的积雪图像进行处理，进而得到积雪的反射率、SSA值或者粒径中的至少一种参数。所述系统还包括标准件、标尺及背景校正泡沫板。所述标准件具有已知的反射率，当采集积雪图像时，将所述标准件和标尺嵌入雪坑侧壁的表面，作为积雪反射率分析及雪层厚度分析的参考。本实用新型实施例所述的基于近红外成像技术的积雪参数测量系统，通过设置导轨及其附属连接件，能够在多种不同的地形条件下，多角度多位置，快速方便地采集积雪图像，进而为计算机计算积雪的反射率、SSA值或者粒径参数提供数据基础。以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求1.一种基于近红外成像技术的积雪参数测量系统，其特征在于，包括互相连接的图像采集单元和图像处理单元；所述图像采集单元包括相机、导轨和支架；所述导轨连接所述支架；所述相机可滑动地设置在所述导轨上；所述图像处理单元为一台能够根据所述图像采集单元采集的积雪图像，处理得到积雪的反射率、SSA值或者粒径中的至少一种参数的计算机。
2.如权利要求I所述的系统，其特征在于，所述相机为近红外相机，并且所述近红外相机的滤镜为波长为850nm的近红外滤镜。
3.如权利要求I所述的系统，其特征在于，所述导轨整体为金属长条，内部设置有圆水准器；在所述导轨的上表面等间隔设置有三角凹槽；在所述导轨长度方向的两个侧面对称设置有方形凹槽。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，在所述导轨下表面的中间位置设置有螺孔和小圆孔。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述图像采集单元还包括云台和第一连接件；所述云台的下部连接所述支架，上部连接所述第一连接件的下部；所述第一连接件的上部连接所述导轨的下部。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一连接件上表面设置有与所述螺孔相匹配的螺栓，以及和所述小圆孔相匹配的小凸起。
7.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述图像采集单元还包括导轨连接件和第二连接件；所述导轨连接件的下部滑动连接所述导轨，上部连接所述第二连接件的下部； 所述第二连接件的上部连接所述相机。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述导轨连接件包括外套；所述外套的下部设置有用于嵌套所述导轨的嵌套槽，上部设置有连接所述第二连接件的梯形槽，并且在所述梯形槽的下部设置有用于定位所述第二连接件的定位孔。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述外套包括外套主体和连接壁；所述连接壁通过紧固螺栓与所述外套主体的上部拼接构成所述梯形槽。
10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述导轨连接件还包括卡槽开关；所述卡槽开关进一步包括扳手、连接轴和三棱柱；所述扳手设置在所述外套长度方向的一个侧面，并且连接所述连接轴的一端；所述连接轴的另一端伸入所述外套内部，与所述外套转动连接；所述三棱柱的一个侧面与所述连接轴连接，并且所述三棱柱与所述导轨上表面的三角凹槽相匹配。
专利摘要本实用新型公开了一种基于近红外成像技术的积雪参数测量系统，涉及积雪物理参数地面测量技术领域。所述系统包括互相连接的图像采集单元和图像处理单元；所述图像采集单元包括相机、导轨和支架；所述导轨连接所述支架；所述相机可滑动地设置在所述导轨上；所述图像处理单元为一台能够根据所述图像采集单元采集的积雪图像，处理得到积雪的反射率、SSA值或者粒径中的至少一种参数的计算机。所述系统，通过设置导轨及其附属连接件，能够在多种不同的地形条件下，多角度多位置，快速方便地采集积雪图像，进而为计算机计算积雪的反射率、SSA值或者粒径参数提供数据基础。
文档编号G01B11/28GK202351173SQ201120404320
公开日2012年7月25日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者邱玉宝 申请人:中国科学院对地观测与数字地球科学中心