快速估测荒漠灌木地上生物量的装置的制作方法

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种快速估测荒漠灌木地上生物量的装置。

背景技术：

森林资源调查与监测是森林科学经营与管理的重要数据来源。传统的森林资源调查的方法多为人为调查，分级上报的方法，不但费时、费力，而且可能所得数据具有一定的主观性，存在一定程度的误差。

现阶段主要采用传统的地面调查结合3S技术，以及计算模型等技术手段测定森林生物量，且多聚集在乔木上，对灌木林的相关研究较少，较之乔木林野外调查与测量，灌木林的植株矮小、近地面分枝多、树冠距离地面近，它的主要测树因子(例如冠幅直径(C)、地径(D)和植株高度(H)等)获取难度偏大，野外调查和室内数据处理的工作量都比较大，不能直接照搬乔木林测量中较为成熟的测量手段和方法。因此，寻求一种快速、有效、精准的森林资源调查和监测的方法具有一定意义。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种便于携带和拍摄的快速估测荒漠灌木地上生物量的装置。

解决上述技术问题的技术方案如下：

快速估测荒漠灌木地上生物量的装置，包括图像采集装置，其特征在于：还包括拍摄按键、音频模块以及长度可调节的伸缩杆，所述图像采集装置固定在伸缩杆的一端，所述拍摄按键和音频模块固定在伸缩杆的另一端，所述图像采集装置上将对焦完成信号发出以及接收拍摄控制信号的蓝牙模块，所述音频模块设有接收对焦完成信号以及拍摄成功提示的蓝牙模块，所述拍摄按键设有发出拍摄控制信号的蓝牙模块，所述图像采集装置与拍摄按键和音频模块通过蓝牙模块进行通信。

所述伸缩杆至少包括第一空心杆和第二空心杆，第二空心杆的至少一部分位于第一空心杆的内孔中，第一空心杆的一端和第二空心杆的一端通过偏心锁机构进行连接，该偏心锁机构包括偏心锁芯和非闭环状的锁套，偏心锁芯的一端与第二空心杆紧固为一体，偏心锁芯另一端的周面上设有凸轮，所述锁套置于偏心锁芯的凸轮上后，在转动第二空心杆时，将锁套涨紧在凸轮与第一空心杆的内壁面之间。

所述伸缩杆至少还包括一个第一定位套管，该第一位套管的内孔为阶梯孔，所述第一空心杆的另一端伸入到第一定位套管中与第一定位套管中的阶梯面抵顶，第二空心杆的另一端穿过第一定位套管。

所述伸缩杆还包括一个螺杆接头，该螺杆接头固定在第二空心杆的另一端。

所述锁套面对第一空心杆内壁面的表面上设有齿。

所述伸缩杆还包括第三空心杆，所述第三空心杆的至少一部分位于第二空心杆的内孔中，第三空心杆与第二空心杆通过所述偏心锁机构进行连接。

所述伸缩杆还包括第四空心杆，所述第四空心杆的至少一部分位于第三空心杆的内孔中，第四空心杆与第三空心杆通过偏心锁机构进行连接。

所述图像采集装置还包括图像获取处理及计算单元，图像获取处理及计算单元包括图像捕获模块、图像分割模块、目标像素提取模块以及生物量计算模块，图像捕获模块的输出端与图像分割模块的输入端连接，图像分割模块的输出端与目标像素提取模块的输入端连接，目标像素提取模块的输出端与生物量计算模块连接。

本实用新型的特点为：荒漠灌木是干旱区脆弱生态系统的重要组成部分，其生物量至关重要，但野外测量难度较大。利用本实用新型拍照并获灌木实际宽度(W)、侧面像元面积(S)等参数，建立起基于这些参数组合的梭梭地上生物量拟合方程。研究结果表明，植株所占有效像元面积(S)与灌木的地上生物量密切相关，呈正相关关系，相关系数高达0.949。经过检验，以灌木照相面积(S)为自变量建立回归模型，可用来快速估测灌木地上生物量。为无损快速估测灌木地上生物量提高了工作效率。

本实用新的型的有益效果为：

1、可以根据实际灌木的高度调节伸缩杆的长度，携带方便；

2、相机可以自动对焦，并具有防倾斜报警功能，可以通过无线方式控制拍照。

3、具有快速、非破坏性的荒漠灌木生物量估测方式；

4、与现有林业测量工具相比，图像获取生物量设备具有携带方便、价格较低，并且可以在该设备上运行图形处理软件；

5、能够提高获取灌木生物量的效率；

6、满足室外拍摄灌木要求。

附图说明

图1为本实用新型的快速估测荒漠灌木地上生物量的装置的示意图；

图2为图像采集装置中图像获取处理及计算单元的电路方框图；

图3为伸缩杆的示意图；

图4为图3的剖面图；

图5为偏心锁机构的立体结构示意图；

图6为偏心锁芯的结构示意图；

图7为锁套的示意图；

图8为第一定位套管的示意图。

具体实施方式

如图1至图8所示，本实用新型的快速估测荒漠灌木地上生物量的装置，包括图像采集装置1，图像采集装置1优先采用智能手机，所述图像采集装置包括图像获取处理及计算单元，图像获取处理及计算单元包括图像捕获模块11、图像分割模块12、目标像素提取模块13以及生物量计算模块14，图像捕获模块11的输出端与图像分割模块12的输入端连接，图像分割模块12的输出端与目标像素提取模块13的输入端连接，目标像素提取模块13的输出端与生物量计算模块14连接。通过智能手机可以对拍摄好的照片进行裁剪、旋转、调节对比度等操作，利用图像分割模块12、二值化等算法将灌木所占区域与非目标区域分隔开，通过目标像素提取模块13计算灌木所占有效的像素值，利用公式求出灌木所占的面积值，从而通过生物量计算模块14拟合出灌木生物量模型，将测量结果连同GPS值保存并上传至数据库。

还包括拍摄按键2、音频模块3以及长度可调节的伸缩杆4，所述图像采集装置1固定在伸缩杆4的一端，所述拍摄按键2和音频模块3固定在伸缩杆的另一端。所述图像采集装置1上将对焦完成信号发出以及接收拍摄控制信号的蓝牙模块，所述音频模块设有接收对焦完成信号以及拍摄成功提示的蓝牙模块，所述拍摄按键设有发出拍摄控制信号的蓝牙模块，所述图像采集装置与拍摄按键和音频模块通过蓝牙模块进行通信。按键模块3和音频模块3通过蓝牙无线传输模式与图像采集装置1进行通信，当图像采集装置1的相机对焦完成后，会通过音频模块3发出提示音，此时按下拍摄按键2，相机拍摄灌木照片，拍摄成功时，音频模块3将会有快门声音提示拍摄完成。

所述伸缩杆4至少包括第一空心杆41和第二空心杆42、第一定位套管44、第三空心杆45、第四空心杆46、第二定位套管47、第三定位套管48、螺杆接头49，第二空心杆42的至少一部分位于第一空心杆41的内孔中，第一空心杆41的一端和第二空心杆42的一端通过偏心锁机构43进行连接，该偏心锁机构43包括偏心锁芯431和非闭环状的锁套432，偏心锁芯431的一端与第二空心杆42紧固为一体，偏心锁芯431另一端的周面上设有凸轮433，所述锁套432置于偏心锁芯431的凸轮433上后，在转动第二空心杆42时，将锁套432涨紧在凸轮433与第一空心杆41的内壁面之间。锁套432的壁厚由一端到另一端逐渐变厚，锁套432面对第一空心杆41内壁面的表面上设有齿434。在需要调节时，转动第二空心杆42，使凸轮433厚度较小的部位与锁套432相对应，锁套432失去涨紧的作用力，从而解除第一空心杆41和第二空心杆42的锁定，将第二空心杆42从第一空心杆41中抽出到需要的位置时，再转动第二空心杆，使凸轮433厚度较大的部位与锁套432相对应，锁套432获得涨紧的作用力，从而将第一空心杆41和第二空心杆42锁定。

第一位套管44的内孔为阶梯孔，所述第一空心杆41的另一端伸入到第一定位套管中与第一定位套管44中的阶梯面441抵顶，第二空心杆42的另一端穿过第一定位套管44。

所述第三空心杆45的至少一部分位于第二空心杆42的内孔中，第三空心杆45与第二空心杆42通过所述偏心锁机构43进行连接，其连接的方式与第一空心杆41和第二空心杆42的连接方式相同。所述第四空心杆46的至少一部分位于第三空心杆45的内孔中，第四空心杆46与第三空心杆45通过偏心锁机构43进行连接，其连接的方式与第一空心杆41和第二空心杆42的连接方式相同。

第二位套管47和第三定位套管48的结构与第一定位套管的结构相同，第二空心杆42穿过第一定位套管后伸入到第二定位套管47中，并与第二定位套管47中的阶梯面抵顶。第三空心杆45的端部穿过第二定位套管47后伸入到第三定位套管48中，并与第三定位套管48中的阶梯面抵顶，第四空心杆穿过第三定位套管48后与螺杆接头49固定连接，螺杆接头用于固定图像采集装置1。

第一空心杆41、第二空心杆42、第三空心杆45、第四空心杆46均采用不锈钢材质制成，第一空心杆41用于操作者操作的端部套有塑料握套50，第一空心杆的外径最大，其外径为14mm(包括塑料握套)，整个伸缩杆的最大伸缩长度为4m，收回后仅有1.28m，四根杆均为1m长。此伸缩杆可实现任意位置固定，即：当两杆之间有相对转动时，朝着一个方向可自由转动，但朝另一个方向转动一定角度后会锁住，达到固定的效果。