CN210604359U - 低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置 - Google Patents

Abstract

一种低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置，包括框体、安装在框体的容器、与框体连接的支撑架；容器种植测量目标植被且安装有筒体以容置植被冠层结构分析仪镜头而测量目标植被冠层信息；支撑架的横梁端部配装输出端朝下的第一减速器，第一减速器的输出端连接第二减速器，第二减速器的输出端与第一减速器的输出端垂直，第二减速器的输出端配装机械臂，机械臂滑动连接滑块，滑块安装地物光谱仪测量探头，第一减速器和第二减速器间接驱动地物光谱仪测量探头水平转动及竖直摆动，第一减速器和第二减速器均装刻度盘。测量辅助装置将地物光谱仪和植被冠层结构分析仪相结合，实现了多角度测量，解决了分析仪镜头放置问题。

Description

低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置

技术领域

本实用新型涉及低矮植被光谱信息及冠层结构数据获取技术领域，具体涉及一种低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置。

背景技术

目前对于植被的光学信息研究，多结合使用地物光谱仪和植被冠层结构分析仪来测量多种数据，然而尚无一款仪器能同时测量两类数据，也没有将两款仪器相结合的辅助装置。

且在单独使用地物光谱仪时，因其利用光纤线缆连接手枪式把手，能方便野外采集人员便利操作，但是这种设计结构无法确定观测天顶角，采集人员仅能凭借经验进行垂直观测。随着多角度遥感的发展，传感器探测角度也成为重要的探测参数，原本的测量方式则无法为多角度遥感提供基础数据。

而在单独使用植被冠层结构分析仪时，因其常采用鱼眼镜头，能获取大视场角图像，并且加有稳定器，能确保镜头处于水平状态。在现有植被冠层结构分析仪测量高大灌木时冠层高度足够高，获取数据便捷。而对低矮植被则出现镜头位置无处安放的问题，目前常通过在土壤中挖出洞来容纳镜头，这种方法不仅费时费力，还可能影响镜头的水平状态。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种至少能部分地解决上述技术问题的低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为，提供一种低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置，包括框体、可拆式安装在框体上的容器、与框体可拆式连接的支撑架；所述容器种植测量目标植被，且所述容器还可拆式安装有筒体用以容置植被冠层结构分析仪镜头而测量目标植被冠层信息；所述支撑架的横梁端部配装输出端朝下的第一减速器，所述第一减速器的输出端连接有第二减速器，所述第二减速器的输出端与第一减速器的输出端垂直，所述第二减速器的输出端配装有机械臂，所述机械臂上滑动连接有滑块，所述滑块上安装有地物光谱仪测量探头，以在第一减速器和第二减速器的驱动下实现地物光谱仪测量探头水平方向的转动测量及竖直方向的摆动测量，所述第一减速器和第二减速器上均配装有刻度盘用以明示旋转角度。

在一些实施例中，所述容器包括支撑底部及围设在支撑底部四周的围板部，所述容器底部设置中心孔及围绕中心孔设置的边孔，所述筒体则通过紧固件配装在相应的孔体中。该结构的容器整体基本上为顶部开口的矩形体，可供种植低矮植被的面积大，整体容纳率高，且各孔体采用中心孔及边孔的设置，保证测量时视角更宽广。

在一些实施例中，所述筒体内设固装环以稳固容装所述植被冠层结构分析仪镜头。

在一些实施例中，所述支撑架包括竖向支撑杆、高度可调式安装于竖向支撑杆上的主滑块、连接于主滑块外侧壁部的直角形稳定架、安装在直角形稳定架水平向直边部的横梁。该结构的支撑架整体稳定性高，且在主滑块安装高度可调的前提下，使得所述光谱仪测量探头的测量高度也可调。

进一步地，所述高度可调式安装是指，所述主滑块的侧壁部通过紧固件紧固在所述的竖向支撑杆上。也就是说在需要调节安装高度时，通过拧松所述的紧固件，便可上下调节主滑块的高度，以获得所需的安装高度。

进一步地，所述竖向支撑杆上设置有刻度用以明示主滑块安装高度位置，以供地物光谱仪测量探头获取水平高度，满足多角度光谱信息提取的角度获取需求。

在一些实施例中，所述第一减速器和第二减速器设置有手动旋柄以便于即转即停、即停即稳调节。

在一些实施例中，所述机械臂上也标示有刻度用以明示滑块于机械臂上的滑动位置，以供地物光谱仪测量探头获取水平移动距离，满足多角度光谱信息提取的角度获取需求。

在一些实施例中，所述框体的底部还可拆式连接有底支架，以适用于中高型植被的测量。

本实用新型的低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置，整体结构简洁、紧凑，利用框架型结构形成了所需的辅助装置。在进行测量时，将两种测量仪器，即地物光谱仪和植被冠层结构分析仪相结合，实现配套的地物光谱和植被冠层参数数据的多角度采集，同时获得冠层尺度下的光谱数据和冠层结构数据，进而分析光谱特性和冠层结构特征。设计仿野外观测模式进行改良，通过机械臂模拟手持测量，在各旋转中心处安装刻度盘测量机械臂旋转角度，实现确定角度测量。采用容器测量解决植被冠层结构分析仪镜头放置问题，设计一个容器，以孔洞形式预留放置植被冠层结构分析仪镜头的空间。容器内种植测量目标植被，以控制种植密度研究不同密度下植物冠层结构的变化。

附图说明

下面，参考附图更详细地并且通过非限制性的示例方式描述本实用新型的实施例，以提供对本实用新型的原理和精神的透彻理解。需要说明的是，各个附图所示的特征和结构并不一定代表相应的部件和元件的实际形状和尺寸，而是仅仅用以解释本实用新型的实施例的原理。

图1为本实用新型低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置的结构示意图。

图2为本实用新型低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置的上部分的结构示意图。

图3为本实用新型低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置的容器的结构示意图。

图4为本实用新型低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置的筒体的剖视结构示意图。

1框体，2容器，21支撑底部，22围板部，3支撑架，31竖向支撑杆，32主滑块，33直角形稳定架，4筒体，5横梁，6第一减速器，7第二减速器，8连接轴，9机械臂，11滑块，12中心孔，13边孔，14固装环，15底支架。

具体实施方式

下面，通过示例的方式来详细说明本实用新型的具体实施例。

应当理解，附图仅仅是示意性的并且未按比例绘制。还应当理解，相同的附图标记贯穿附图用于指示相同或相似的部分。

应当理解的是，本实用新型的实施例不局限于以下所列举的示例，本领域技术人员利用本实用新型的原理或精神可以对所描述的各实施例进行修改和变型，得到形式不同的其它实施例，显然，这些实施例都落入本实用新型要求保护的范围。

此外，需要说明的是，本文所参考的附图是为了说明和解释本实用新型的实施例的需要，附图所体现的每个部件的形状、尺寸以及不同部件之间的连接仅仅用于示意性地说明本实用新型的实施例，并不构成对本实用新型的保护范围的限制。

附图1—4展示了一种低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置，该测量辅助装置包括框体1、可拆式安装在框体1上的容器2、与框体1可拆式连接的支撑架3。所述框体1采用立杆及横杆配装而成，整体为矩形框体结构。

所述容器2种植测量目标植被，测量目标植被为低矮植被，如盐地碱蓬这类低矮植被。所述容器2可拆式安装有筒体4用以容置植被冠层结构分析仪镜头，通过容置植被冠层结构分析仪的镜头以测量目标植被的冠层信息。需要说明的是，植被冠层结构分析仪的镜头常采用鱼眼镜头以获取大视场角图像，同时该鱼眼镜头的镜身容置于所述的筒体4内。筒体的数量可设置多个，具体数量以测量需求为准，便于进行各点的测量。

其中，所述容器2包括支撑底部21及围设在支撑底部21四周的围板部22，所述容器2的底部(即支撑底部21)设置中心孔12及围绕中心孔12设置的边孔13，所述筒体4则通过紧固件配装在相应的孔体中。为实现筒体4的紧固安装，所述筒体4的底部设置安装边部，通过该安装边部以将筒体4紧固安装在相应孔体的周边部，从而实现筒体4的可拆式安装。

为实现鱼眼镜头的稳固容置，所述筒体4内设固装环14，其中所述鱼眼镜头的镜身稳固套装在该固装环14中，不会出现晃动的现象。

所述支撑架3包括竖向支撑杆31、高度可调式安装于竖向支撑杆31上的主滑块32、连接于主滑块32外侧壁部的直角形稳定架33、安装在直角形稳定架33水平向直边部的横梁5。

其中，需要说明的是，所述高度可调式安装是指，所述主滑块32的侧壁部通过紧固件紧固在所述的竖向支撑杆31上。同时，所述竖向支撑杆31上设置有刻度用以明示主滑块32的安装高度位置。

所述的横梁5端部配装输出端竖直朝下的第一减速器6，所述第一减速器6的输出端连接有第二减速器7。其中第一减速器6和第二减速器7均可直接外购，并设置有手动旋柄，可实现即转即停、即停即稳调节。第一减速器6和第二减速器7之间为便于连接，中间通过连接轴8进行连接。在第一减速器6的输出端竖直朝下设置后，输出端形成了水平方向的旋转，旋转角度可达360度。

所述第二减速器7的输出端与第一减速器6的输出端垂直且相对辅助装置向测量者方向凸伸。所述第二减速器7的输出端配装有机械臂9，机械臂9的端部安装在第二减速器7输出端的侧壁部，且机械臂9整体与第二减速器7输出端垂直，且在所述机械臂9处于水平状态时，所述机械臂9的自由端朝向所述支撑架3的竖向支撑杆31。当手动操作第二减速器7的手动旋柄后，机械臂9便可实现垂直向的预设角度(可以优选90度)内的来回转动，即所需的摆动。

所述机械臂9上滑动连接有滑块11，所述滑块11上安装有地物光谱仪测量探头(未显示)。同时，所述机械臂9上标示有刻度用以明示滑块11于机械臂9上的滑动位置。所述的地物光谱仪测量探头在第一减速器6和第二减速器7的驱动下能实现水平方向的360度转动测量及竖向方向(即垂直向)的摆动(90度范围内)测量。同时，所述第一减速器6和第二减速器7上均配装有刻度盘(未显示)用以明示旋转角度，当然刻度盘安装于两个旋转中心处。

由此，本实用新型针对多角度光谱信息采集问题时，竖向支撑杆31上刻有标尺刻度，用以显示水平高度，横梁5延伸至容器中心，采用减速器连接仿人体关节即转即停，确保多角度观测的稳定性，可实现水平方向360°旋转，垂直向90°臂摆，满足任意角度测量需求。而两处旋转中心处分别接刻度盘以读取出转动的观测方位角及观测天顶角。地物光谱仪测量探头安置在机械臂9上的滑块11上，滑块11设有指针读取所处机械臂9上的刻度，以获取位置信息。

同时，针对传统方法获取植被冠层结构数据问题进行改进，提前做好可拆卸筒体4为鱼眼镜头预留空间。当采集植被冠层结构信息时，鱼眼镜头镜身可放置于筒体4中，同时保留镜头稳定器部分。当测量植被光谱信息时，替换放置鱼眼镜头的空心筒，放入装有与容器内同质土壤及植株的实心筒，模拟真实地物，预设的多个鱼眼镜头放置处可满足测量范围及角度需求。

为拓展本实用新型的用途，所述框体1的底部还可拆式连接有底支架15，以适用于中高型植被的测量。

以上已经参照附图详细描述了本实用新型的实施例，但是，应该注意的是，上述实施例用来举例说明而不是限制本实用新型，并且本领域技术人员将能够设计许多替代性实施例而并未脱离所附权利要求的范围。在权利要求中，词语“包括”并未排除除了权利要求中所列举的那些之外的元件或步骤的存在。元件之前的词语“一”或“一个”并未排除多个这样的元件的存在。某些特征被记载在相互不同从属权利要求中这一纯粹事实并不意味着这些特征的组合不能被有利地使用。

Claims (9)

1.一种低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置，包括框体、可拆式安装在框体上的容器、与框体可拆式连接的支撑架；所述容器种植测量目标植被，且所述容器还可拆式安装有筒体用以容置植被冠层结构分析仪镜头而测量目标植被冠层信息；所述支撑架的横梁端部配装输出端朝下的第一减速器，所述第一减速器的输出端连接有第二减速器，所述第二减速器的输出端与第一减速器的输出端垂直，所述第二减速器的输出端配装有机械臂，所述机械臂上滑动连接有滑块，所述滑块上安装有地物光谱仪测量探头，以在第一减速器和第二减速器的驱动下实现地物光谱仪测量探头水平方向的转动测量及竖直方向的摆动测量，所述第一减速器和第二减速器上均配装有刻度盘用以明示旋转角度。

2.根据权利要求1所述的低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置，其特征在于：所述容器包括支撑底部及围设在支撑底部四周的围板部，所述容器底部设置中心孔及围绕中心孔设置的边孔，所述筒体则通过紧固件配装在相应的孔体中。

3.根据权利要求1或2所述的低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置，其特征在于：所述筒体内设固装环以稳固容装所述植被冠层结构分析仪镜头。

4.根据权利要求1所述的低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置，其特征在于：所述支撑架包括竖向支撑杆、高度可调式安装于竖向支撑杆上的主滑块、连接于主滑块外侧壁部的直角形稳定架、安装在直角形稳定架水平向直边部的横梁。

5.根据权利要求4所述的低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置，其特征在于：所述高度可调式安装是指，所述主滑块的侧壁部通过紧固件紧固在所述的竖向支撑杆上。

6.根据权利要求5所述的低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置，其特征在于：所述竖向支撑杆上设置有刻度用以明示主滑块安装高度位置。

7.根据权利要求1所述的低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置，其特征在于：所述第一减速器和第二减速器设置有手动旋柄。

8.根据权利要求1或6所述的低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置，其特征在于：所述机械臂上标示有刻度用以明示滑块于机械臂上的滑动位置。

9.根据权利要求1所述的低矮植被冠层多角度光谱及结构参数测量辅助装置，其特征在于：所述框体的底部还可拆式连接有底支架，以适用于中高型植被的测量。

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