CN107167171A - 便捷式多角度冠层测定平台及冠层测定系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供便捷式多角度冠层测定平台及冠层测定系统，涉及地学遥感观测相关实验设备的技术领域，包括回转工作台、支撑架和测定装置；在所述回转工作台上设置有能够跟随回转工作台转动的支撑架；在所述支撑架上设置有用于冠层测定的测定装置。本发明提供的便捷式多角度冠层测定平台及冠层测定系统在野外进行观测的时候，能够通过旋转回转工作台实现方位角的360℃的精准转动，能够通过半圆规实现入射角的180℃的精准调节，从而实现对地物二向反射发射率进行全方位多角度的观测；且整个测定平台轻便、易携带、操作简单。

Description

便捷式多角度冠层测定平台及冠层测定系统

技术领域

本发明涉及地学遥感观测相关实验设备的技术领域，尤其是涉及便捷式多角度冠层测定平台及冠层测定系统。

背景技术

遥感卫星，是用作外层空间遥感平台的人造卫星。用卫星作为平台的遥感技术称为卫星遥感。通常，遥感卫星可在轨道上运行数年。卫星轨道可根据需要来确定。遥感卫星能在规定的时间内覆盖整个地球或指定的任何区域，当沿地球同步轨道运行时，它能连续地对地球表面某指定地域进行遥感。

遥感卫星上的传感器已由单角度逐步发展为多角度，在定量遥感领域，为研究卫星多角度遥感理论，需要多角度地面验证反演算法的研究，早期的多角度观测完全由实验人员手持光谱仪进行，不仅操作繁琐，过程复杂，而且操作时间比较长，很难获得较为准确的实验数据，需要地面多角度观测装置结构。

在现有遥感应用领域，还没有专门用于遥感观测的标准统一的平台装备，工作人员在野外采样、测量时往往会因地形条件差而架设不了大型设备和装置、采不到野外数据而开展不了相关研究工作。

发明内容

本发明的目的在于提供便捷式多角度冠层测定平台，以缓解野外遥感观测的不方便，场地要求高的技术问题。

本发明提供的一种便捷式多角度冠层测定平台，包括回转工作台、支撑架和测定装置；

在所述回转工作台上设置有能够跟随回转工作台转动的支撑架；在所述支撑架上设置有用于冠层测定的测定装置。

进一步地，所述支撑架包括安装板、支撑板和连接板；

所述安装板一端设置有支撑板，所述连接板两端分别连接所述安装板和所述支撑板形成所述支撑架。

进一步地，在所述安装板上设置有安装孔，在所述安装孔上设置有用于将安装板固定在回转工作台上的固定件。

进一步地，所述支撑板上设置有至少一个用于安装测定装置的第一调节孔。

进一步地，所述测定装置包括入射角控制器、指示板和支撑长板；

在所述入射角控制器、指示板和支撑长板上均设置有安装孔，且所述入射角控制器、指示板和支撑长板均铰接在所述支撑板上。

进一步地，所述支撑长板上设置有用于安装光纤测头的第二调节孔，且所述支撑长板为黑色。

进一步地，所述指示板上设置有两个所述安装孔，两个所述安装孔分别用于与所述支撑长板和所述支撑板连接。

进一步地，所述支撑长板上设置有刻度。

进一步地，所述回转工作台、所述支撑架和所述测定装置均通过螺栓连接。

本发明还提供一种冠层测定系统，包括上述所述便捷式多角度冠层测定平台。

本发明提供的便捷式多角度冠层测定平台及冠层测定系统在野外进行观测的时候，能够通过旋转回转工作台实现方位角的360℃的精准转动，能够通过半圆规实现入射角的180℃的精准调节，从而实现对地物二向反射发射率进行全方位多角度的观测；且整个测定平台轻便、易携带、操作简单；实现能够快速、稳定的架设在野外凹凸不平的地面上,能够保证快速获得遥感反演的多角度光谱信息。

便捷式多角度冠层测定平台通过摇动回转工作台的手柄，使回转工作台旋转；实现方位角的摆动，精确度能够达到分；再通过测定装置的指示板在入射角控制器上的转动，实现入射天顶角的变动。

在支撑架上的入射角控制器的位置是能够改变的；通过调节入射角控制器在支撑板上的高度，实现监测半球圆心与作物中心齐高。

便捷式多角度冠层测定平台的方位角能够在0-360°内变动；入射天顶角的变动范围可以在0-180°。

在野外进行测定的时候，根据作物的高度和种植的间隙，调节光纤测头在支撑长板的位置，达到调节观测半球的半径，进而选择视场角内观测的作物的范围和接收的角度；保证光谱仪的光纤测头在天顶弧和方位圆轨道运动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的多角度测定平台的结构示意图；

图2为图1所示多角度测定平台的支撑架的结构示意图；

图3为图1所示测定装置的立体图；

图4为图1所示测定装置的正视图。

图标：100-回转工作台；200-支撑架；201-安装板；202-支撑板；203-连接板；204-第一调节孔；205-安装孔；300-测定装置；301-入射角控制器；302-指示板；303-支撑长板；304-第二调节孔；400-光纤测头。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的多角度测定平台的结构示意图；图2为图1所示多角度测定平台的支撑架的结构示意图；图3为图1所示测定装置的立体图；图4为图1所示测定装置的正视图。

如图1-图4所示，本发明提供一种便捷式多角度冠层测定平台，包括回转工作台100、支撑架200和测定装置300；

在所述回转工作台100上设置有能够跟随回转工作台100转动的支撑架200；在所述支撑架200上设置有用于冠层测定的测定装置300。

在一些实施例中，回转工作台100上设置有支撑架200，在支撑架200上设置有测定装置300，测定装置300能够安装光纤测头400，光纤测头400将测定的数据传递给光谱仪，从而实现冠层的测定。

回转工作台100具有回转工作台100具有刹紧和分度蜗杆脱落机构，有360°刻线，并有刻度值为1'的刻度环和最小分化值为10“的游标环，可对较复杂的地形，进行圆周分度旋转。

便捷式多角度冠层测定平台的方位角的旋转的精度根据回转工作台100的精度有关，由于支撑架200是可以跟回转工作台100可拆卸的安装的，当需要更好精确测定的时候，可以采用更换更高精确度的回转工作台100。

如图2所示，在上述实施例基础之上，进一步地，所述支撑架200包括安装板201、支撑板202和连接板203；

所述安装板201一端设置有支撑板202，所述连接板203两端分别连接所述安装板201和所述支撑板202形成所述支撑架200。

在一些实施例中，支撑架200由安装板201、支撑板202和连接板203组成，安装板201安装在回转工作台100上，这样当回转工作台100旋转的时候，整个支撑架200也随着回转工作台100旋转。

支撑板202设置在安装板201上，支撑板202用于安装测定装置300；连接板203与安装板201和支撑板202形成三角形，三角形具有稳定性，这样安装板201、支撑板202和连接板203形成稳定的支撑架200。

支撑架200细长，且支撑架200为黑色避免自身反射光对作物光谱产生临近效应，避免了测量时支撑架200的阴影对待测目标的遮挡，能够快速完成观测任务。

在上述实施例基础之上，进一步地，在所述安装板201上设置有安装孔205，在所述安装孔205上设置有用于将安装板201固定在回转工作台100上的固定件。

在一些实施例中，安装板201上有安装孔205，将固定件，比如螺栓，在螺栓上有两个垫片，将固定件上的第一垫片卡在回转工作台100上，另一卡在安装板201上，这样实现将安装板201与回转工作台100的可拆卸的安装。

在上述实施例基础之上，进一步地，所述支撑板202上设置有至少一个用于安装测定装置300的第一调节孔204。

在一些实施例中，在支撑板202上可以有多个第一调节孔204，测定装置300安装在第一调节孔204上，测定装置300可以仅需一个第一调节孔204就能够实现安装。

在支撑板202上有多个第一调节孔204，这样能够实现测定装置300在支撑板202不同位置的安装。

支撑架200使测定装置300能够根据植被高度，种植行距，调节地物光谱仪观测冠层上部的高度和方位。

如图3-图4所示，在上述实施例基础之上，进一步地，所述测定装置300包括入射角控制器301、指示板302和支撑长板303；

在所述入射角控制器301、指示板302和支撑长板303上均设置有安装孔205，且所述入射角控制器301、指示板302和支撑长板303均铰接在所述支撑板202上。

在一些实施例中，入射角控制器301上的安装孔205和指示板302上的安装孔205以及支撑长板303上的安装孔205能够重合；通过螺栓穿指示板302上的安装孔205、支撑长板303上的安装孔205和入射角控制器301上的安装孔205再穿过支撑板202上的第一调节孔204实现将测定装置300安装在支撑加上。

根据螺栓穿过不同的第一调节孔204，实现测定装置300安装在支撑架200的不同位置，从而能够调节测定装置300与地面之间的距离，实现对不同高度的冠层的测定。

在上述实施例基础之上，进一步地，所述支撑长板303上设置有用于安装光纤测头400的第二调节孔304。

测定装置300需要对冠层进行测定，这样需要将光谱仪的光纤测头400朝向冠层从而实现对冠层的测定。

在上述实施例基础之上，进一步地，所述指示板302上设置有两个所述安装孔205，两个所述安装孔205分别用于与所述支撑长板303和所述支撑板202连接。

在一些实施例中，指示板302安装在支撑长板303上，这样支撑长板303在旋转的时候，指示板302能够在入射角控制器301上的刻度，从而这样可以读出支撑长板303与垂直方向的夹角。

在指示板302上有两个安装孔205，这样指示板302在支撑长板303上有两个固定点，这样能够保证指示板302始终与支撑长板303在一条直线上，这样指示板302在入射角控制器301上读出的数值才能更准确的反应支撑长板303与垂直方向的夹角。

在上述实施例基础之上，进一步地，所述支撑长板303上设置有刻度。

在一些实施例中，支撑长板303上有刻度，这样能够测量出光纤测头400与冠层之间的距离，达到精确调节观测半球的半径，可以实现冠层上部0-60厘米的半球面多角度光谱测定。

进而选择视场角内观测的作物范围和接收角度，控制光纤测头400及激光指示器指向地物反射方向的目的。

在上述实施例基础之上，进一步地，所述回转工作台100、所述支撑架200和所述测定装置300均通过螺栓连接。

在一些实施例中，回转工作台100、支撑架200和测定装置300通过螺栓组成便捷式多角度冠层测定平台；这样便捷式多角度冠层测定平台能够快速的完成拆装，便于长途运输，地表形态适应能力强，便于野外遥感观测及测量位置变更。

便捷式多角度冠层测定平台通过摇动回转工作台100的手柄，使回转工作台100旋转；实现方位角的摆动，精确度能够达到分；再通过测定装置300的指示板302在入射角控制器301上的精准转动，实现入射天顶角的变动。

在支撑架200上的入射角控制器301的位置是能够改变的；通过调节入射角控制器301在支撑板202上的高度，实现监测半球圆心与作物中心齐高。

便捷式多角度冠层测定平台的方位角能够在0-360°内变动；入射天顶角的变动范围可以在0-180°。

在野外进行测定的时候，根据作物的高度和种植的间隙，调节光纤测头400在支撑长板303的位置，达到调节观测半球的半径，进而选择视场角内观测的作物的范围和接收的角度；保证光谱仪的光纤测头400在天顶弧和方位圆轨道运动。

本发明还提供一种冠层测定系统，包括上述所述便捷式多角度冠层测定平台。

在一些实施例中，便捷式多角度冠层测定平台结合光谱仪形成冠层测定系统；地物光谱仪的光纤测头400固定在便捷式多角度冠层测定平台上的支撑长板303上，从而进行对冠层的测定。

地物光谱特征是自然界中任何地物都具有其自身的电磁辐射规律，如具有反射，吸收外来的紫外线、可见光、红外线和微波的某些波段的特性，它们又都具有发射某些红外线、微波的特性；少数地物还具有透射电磁波的特性，这种特性称为地物的光谱特性。

地物波谱仪是测量地表植被、农作物、土壤、岩石、水体等地物光谱的光电仪器，一般为四通道，也可装配更多通道。整机由光学系统、电子线路系统、液晶显示和智能化微电脑组成。主机配有接口板，并可与其他微型打印机连接，也可与IBM PC XT联机。量测的物理内容有亮度、照度反射率、分光反射率、光谱分布等项目。

便捷式多角度冠层测定平台加上地物光谱仪能够对冠层进行测定，从而实现对研究卫星多角度遥感理论进行地面验证反演算法的研究。

本发明提供的便捷式多角度冠层测定平台及冠层测定系统在野外进行观测的时候，能够通过旋转回转工作台100实现方位角的360℃的精准转动，能够通过半圆规实现入射角的180℃的精准调节，从而实现对地物二向反射发射率进行全方位多角度的观测；且整个测定平台轻便、易携带、操作简单，实现BRDF测量。

便捷式多角度冠层测定平台解决对地物二向反射，反射率及透过率等地表观测进行全方位多角度观测设备的快速获取数据、便于携带，快速组装搭载传感器探头等技术问题。

应用了便捷式多角度冠层测定平台的冠层测定系统使观测流程实现了自动化，大大节约了人力物力，提高了实验效率和准确性。

天顶角是指光线入射方向与天顶方向的夹角；方位角又称地平经度，是在平面上量度物体之间的角度差的方法之一。是从某点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角。

便捷式多角度冠层测定平台的天顶角是太阳光线与天顶方向的夹角，支撑长板303与太阳光线的入射方向一致，这样能够从入射角控制器301上读出此时的天顶角。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种便捷式多角度冠层测定平台，其特征在于，包括回转工作台、支撑架和测定装置；

在所述回转工作台上设置有能够跟随回转工作台转动的支撑架；在所述支撑架上设置有用于冠层测定的测定装置。

2.根据权利要求1所述的便捷式多角度冠层测定平台，其特征在于，所述支撑架包括安装板、支撑板和连接板；

所述安装板一端设置有支撑板，所述连接板两端分别连接所述安装板和所述支撑板形成所述支撑架。

3.根据权利要求2所述的便捷式多角度冠层测定平台，其特征在于，在所述安装板上设置有安装孔，在所述安装孔上设置有用于将安装板固定在回转工作台上的固定件。

4.根据权利要求2所述的便捷式多角度冠层测定平台，其特征在于，所述支撑板上设置有至少一个用于安装测定装置的第一调节孔。

5.根据权利要求2所述的便捷式多角度冠层测定平台，其特征在于，所述测定装置包括入射角控制器、指示板和支撑长板；

在所述入射角控制器、指示板和支撑长板上均设置有安装孔，且所述入射角控制器、指示板和支撑长板均铰接在所述支撑板上。

6.根据权利要求5所述的便捷式多角度冠层测定平台，其特征在于，所述支撑长板上设置有用于安装光纤测头的第二调节孔，且所述支撑长板为黑色。

7.根据权利要求5所述的便捷式多角度冠层测定平台，其特征在于，所述指示板上设置有两个所述安装孔，两个所述安装孔分别用于与所述支撑长板和所述支撑板连接。

8.根据权利要求5-7所述的便捷式多角度冠层测定平台，其特征在于，所述支撑长板上设置有刻度。

9.根据权利要求1-7任一项所述的便捷式多角度冠层测定平台，其特征在于，所述回转工作台、所述支撑架和所述测定装置均通过螺栓连接。

10.一种冠层测定系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述便捷式多角度冠层测定平台。