RU2680608C1 - Method of profiling day surface of soil on elementary site in field - Google Patents

Method of profiling day surface of soil on elementary site in field Download PDF

Info

Publication number
RU2680608C1
RU2680608C1 RU2017140956A RU2017140956A RU2680608C1 RU 2680608 C1 RU2680608 C1 RU 2680608C1 RU 2017140956 A RU2017140956 A RU 2017140956A RU 2017140956 A RU2017140956 A RU 2017140956A RU 2680608 C1 RU2680608 C1 RU 2680608C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
field
elementary
profiling
profile
Prior art date
Application number
RU2017140956A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Анатольевич Васильев
Иван Иванович Максимов
Дмитрий Эдуардович Крнаков
Владимир Эдуардович Чеблуков
Кирилл Валерьевич Кириллов
Никита Константинович Васильев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия"
Priority to RU2017140956A priority Critical patent/RU2680608C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2680608C1 publication Critical patent/RU2680608C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces

Abstract

FIELD: agriculture.SUBSTANCE: invention relates to agriculture, in particular to methods for studying water erosion, and can be used in soil science, land reclamation and hydrology. In the method of profiling the daily surface of the soil at the elementary site in the field, including the use of technical means of measurement, determine the profile of the ground surface of the soil by the field profiler along an Archimedes spiral curve bounding an elementary platform, simultaneously measuring the angle of the beam from the zero mark in degrees and the height of the irregularities of the ground surface of the soil at a given point, the information is presented in the polar coordinate system at a known pitch of the spiral, and equations are used to translate into a Cartesian coordinate system.EFFECT: technical result is to improve the accuracy of determining and digitizing the profile of the soil surface of the elementary site in the field.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству в частности к способам изучения водной эрозии и может быть использовано в почвоведении, мелиорации и гидрологии.The invention relates to agriculture, in particular to methods for studying water erosion and can be used in soil science, land reclamation and hydrology.

Известен способ определения среднего уклона элементарной площадки в полевых условиях [1], включающий измерение профиля поверхности с помощью профилографа, в котором определяют профиль поверхности профилографом по окружности, ограничивающей элементарную площадку, строят развертку этого профиля и полиномиальную линию тренда четвертой степени под эту развертку, определяют величину верхней точки полинома, которая условно соответствует 180 градусам положения ролика относительно нулевой отметки, по которой можно аналитически рассчитать средний уклон элементарной площадки в полевых условиях.A known method for determining the average slope of an elementary site in the field [1], including measuring the surface profile using a profilograph, in which the surface profile is determined by a profilograph by a circle bounding the elementary site, a scan of this profile and a fourth-degree polynomial trend line for this scan are determined the value of the upper point of the polynomial, which conditionally corresponds to 180 degrees of the position of the roller relative to the zero mark, which can be analytically calculated with edny slope of the elementary area in the field.

Недостатком известного способа является измерение профиля поверхности почвы только по окружности заданного радиуса, и исследуемое пространство в такой модели будет являться двумерным - 2D, что не позволяет установить профиль всей дневной поверхности почвы элементарной площадки, например, получить пространство представляемое трехмерным - 3D.The disadvantage of this method is the measurement of the surface profile of the soil only along the circumference of a given radius, and the studied space in this model will be two-dimensional - 2D, which does not allow to establish the profile of the entire day surface of the soil of the elementary site, for example, to obtain a space represented by three-dimensional - 3D.

Цель изобретения - повышение точности определения и оцифровки профиля дневной поверхности почвы элементарной площадки в полевых условиях.The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining and digitizing the profile of the daily surface of the soil of an elementary site in the field.

Цель достигается тем, что в способе профилирования дневной поверхности почвы на элементарной площадке в полевых условиях, включающем применение технического средства измерения, определяют профиль дневной поверхности почвы полевым профилографом по кривой - спирали Архимеда, ограничивающей элементарную площадку, измеряя одновременно угол положения луча от нулевой отметки у в градусах и высоту неровностей дневной поверхности почвы z на заданной точке, причем информация представляется в полярной системе координат при известном шаге спирали b, а для перевода в декартовую систему координат, используют уравненияThe goal is achieved by the fact that in the method of profiling the surface of the soil on the elementary site in the field, including the use of technical means of measurement, the profile of the surface of the soil is determined by the field profiler according to a curve - the Archimedes spiral that limits the elementary site, while measuring the angle of the beam from zero in degrees and the height of the irregularities of the daily surface of the soil z at a given point, and the information is presented in the polar coordinate system at a known pitch ali b, and transfers to the Cartesian coordinate system, using equation

Figure 00000001
Figure 00000001

где х - продольная координата, м; у - поперечная координата, м; z - вертикальная координата - высота неровностей дневной поверхности почвы, м; b -шаг спирали, м; у - угол положения луча от нулевой отметки в градусах.where x is the longitudinal coordinate, m; y is the transverse coordinate, m; z - vertical coordinate - the height of the irregularities of the surface of the soil, m; b is the step of the spiral, m; y is the angle of the beam from zero in degrees.

Схема профилирования дневной поверхности почвы по спирали Архимеда, которая представляет собой плоскую кривую - траекторию точки, равномерно движущейся вдоль луча с началом в О, в то время как сам луч равномерно вращается вокруг О, изображена на фиг. 1.The scheme of profiling the surface of the soil in a spiral of Archimedes, which is a flat curve — the trajectory of a point uniformly moving along the beam with an origin at O, while the beam itself rotates uniformly around O, is shown in FIG. one.

На фиг. 2 приведена принципиальная схема полевого профилографа.In FIG. 2 is a schematic diagram of a field profilograph.

Устройство состоит из массивного основания со стержнями 1 для фиксации на поверхности почвы, на которое с помощью подшипника устанавливается ось 2 в нижней части которой крепится угловой датчик 3, а в верхней части перпендикулярно закреплено подвижное плечо 4 с противовесом 5 с одной стороны и лазерным датчиком положения 6 с другой стороны, установленного с помощью подвижного стержня 7, что позволяет изменять начальное положение лазерного датчика 6. В верхней части оси 2 установлен электронный блок обработки сигналов 8, который подсоединен с помощью USB-кабеля к ноутбуку 9. На оси 2 также крепится уровень 10. Радиус профилирования меняется по спирали Архимеда с помощью неподвижной катушки 11 и гибкой нерастяжимой нити 12.The device consists of a massive base with rods 1 for fixing on the soil surface, on which an axis 2 is mounted with a bearing in the lower part of which an angular sensor 3 is mounted, and in the upper part a movable shoulder 4 with a counterweight 5 on one side and a laser position sensor is fixed perpendicularly 6 on the other hand, mounted using a movable rod 7, which allows you to change the initial position of the laser sensor 6. In the upper part of the axis 2 there is an electronic signal processing unit 8, which is connected to using a USB cable to the laptop 9. Level 10 is also attached to the axis 2. The radius of the profiling is changed in a spiral of Archimedes using a fixed coil 11 and a flexible inextensible thread 12.

Компьютерная программа позволяет представить информацию в полярных координатах по 2-м параметрам для установленного шага спирали b согласно размерам неподвижной катушкой: расстояние между датчиком положения и поверхностью почвы, а также соответствующий этому положению угол поворота от нулевой отметки (фиг. 3). Для определения высоты неровностей дневной поверхности почвы на заданной точке используют выражениеThe computer program allows you to present information in polar coordinates for 2 parameters for the set spiral pitch b according to the dimensions of the fixed coil: the distance between the position sensor and the soil surface, as well as the angle of rotation corresponding to this position from the zero mark (Fig. 3). To determine the height of the irregularities of the soil surface at a given point, use the expression

z = zmax - z',z = z max - z ',

где zmax - максимальное расстояние между датчиком положения и поверхностью почвы; г - действительное расстояние между датчиком положения и поверхностью почвы на заданной точке.where z max is the maximum distance between the position sensor and the soil surface; g is the actual distance between the position sensor and the soil surface at a given point.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2560752. Способ определения среднего уклона элементарной площадки в полевых условиях и профилограф для его осуществления / И.И. Максимов, С.А. Васильев, В.И. Максимов, А.А. Васильев, Е.П. Алексеев, В.В. Алексеев, М.А. Васильев - опубл. 20.08.2015., Бюл. №23.1. RF patent No. 2560752. A method for determining the average slope of an elementary site in the field and a profiler for its implementation / I.I. Maximov, S.A. Vasiliev, V.I. Maximov, A.A. Vasiliev, E.P. Alekseev, V.V. Alekseev, M.A. Vasiliev - publ. 08/20/2015., Bull. Number 23.

Claims (2)

Способ профилирования дневной поверхности почвы на элементарной площадке в полевых условиях, включающий применение технического средства измерения, отличающийся тем, что определяют профиль дневной поверхности почвы полевым профилографом по кривой - спирали Архимеда, ограничивающей элементарную площадку, измеряя одновременно угол положения луча от нулевой отметки γ в градусах и высоту неровностей дневной поверхности почвы z на заданной точке, причем информация представляется в полярной системе координат при известном шаге спирали b, а для перевода в декартовую систему координат используют уравненияA method of profiling the daily surface of the soil on an elementary site in the field, including the use of technical measuring instruments, characterized in that they determine the profile of the daily surface of the soil with a field profilograph according to a curve - an Archimedes spiral that limits the elementary area, while measuring the angle of the beam from the zero point γ in degrees and the height of the irregularities of the daily surface of the soil z at a given point, moreover, the information is presented in the polar coordinate system at a known helix step b, for transfer to a Cartesian coordinate system using equation
Figure 00000002
Figure 00000002
RU2017140956A 2017-11-23 2017-11-23 Method of profiling day surface of soil on elementary site in field RU2680608C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017140956A RU2680608C1 (en) 2017-11-23 2017-11-23 Method of profiling day surface of soil on elementary site in field

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017140956A RU2680608C1 (en) 2017-11-23 2017-11-23 Method of profiling day surface of soil on elementary site in field

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2680608C1 true RU2680608C1 (en) 2019-02-25

Family

ID=65479312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017140956A RU2680608C1 (en) 2017-11-23 2017-11-23 Method of profiling day surface of soil on elementary site in field

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2680608C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1185059A1 (en) * 1983-07-15 1985-10-15 Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель Device for determining the surface contour
SU1608426A1 (en) * 1988-05-26 1990-11-23 Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского Method of non-contact determination of parameters of roughness of a surface
EP1429114A2 (en) * 2002-11-29 2004-06-16 CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif Method and device for the online determination of the micrometric topography of moving products
US8064684B2 (en) * 2003-04-16 2011-11-22 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for visualizing volumetric data using deformable physical object
RU167837U1 (en) * 2016-05-04 2017-01-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" LASER ADAPTIVE PROFILOGRAPH

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1185059A1 (en) * 1983-07-15 1985-10-15 Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель Device for determining the surface contour
SU1608426A1 (en) * 1988-05-26 1990-11-23 Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского Method of non-contact determination of parameters of roughness of a surface
EP1429114A2 (en) * 2002-11-29 2004-06-16 CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif Method and device for the online determination of the micrometric topography of moving products
US8064684B2 (en) * 2003-04-16 2011-11-22 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for visualizing volumetric data using deformable physical object
RU167837U1 (en) * 2016-05-04 2017-01-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" LASER ADAPTIVE PROFILOGRAPH

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106091972B (en) A kind of building change detecting method projecting dot density based on moving window
CN108332685B (en) A kind of coding structural light three-dimensional measurement method
CN203024737U (en) Deformation monitoring device for large-scale building
CN104359406A (en) Quasi distributed structure displacement optical measurement method
CN102322896A (en) Omnibearing measurement device and method for tunnel TSP (Total Suspended Particulate) geometric parameter
EP3644012A3 (en) Surveying instrument
CN102353329A (en) Method for measuring non-contact three-dimensional coordinate of simulation test site and device used in same
CN1849524A (en) Method for determination of the direction to an object for surveying
CN110119563A (en) A kind of gates of segmental shape aperture calculation method
CN106091958A (en) The method measuring circular arc works radius based on arc height chord length method
CN104251665B (en) Improve the algorithm of Vehicle-borne Laser Scanning data in a kind of introducing control point
RU2680608C1 (en) Method of profiling day surface of soil on elementary site in field
CN104236385B (en) Based on the cannon radius of gyration of laser radar and pitch diameter checkout gear and method
Li et al. Object location fire precision test technology by using intersecting photoelectric detection target
Vasiliev Classification of methods of moving the scanning sensor of a mechatronic profiler along the trajectories of plane curves
CN103837079B (en) A kind of handhold portable survey tool based on laser tracker and measuring method thereof
TW200601267A (en) Surface measurement device, surface measurement method, surface measurement computer program, and computer-readable storage medium containing surface measurement computer program
CN107024257A (en) A kind of tracking mode limnimeter device for detecting performance parameter and method
CN201611242U (en) Shooting aimer
KR20150071324A (en) Apparatus and method for measuringing the distance
CN201307009Y (en) Multifunction level rod with facular sensor
CN210604511U (en) Be applicable to gear teeth of a cogwheel phased array and detect test block
CN113804159A (en) Measuring device and method of intelligent leveling rod
CN104352240B (en) Child's phallocampsis degree and length measuring instrument
RU2560752C2 (en) Method of determining average slope of elementary area in field and profile recorder for its implementation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191124