[发明专利]一种植被覆盖度动态获取装置

说明书

技术领域

本发明是地理学及水土保持监测研究中使用的一种植被覆盖度动态获取装置，它被用于野外对样方地表覆盖进行拍照，结合植被覆盖度动态获取系统（VC-DAS）实时、动态、批量获取植被覆盖度信息，属于自然地理系统技术领域。

背景技术

作为表征植被覆盖状况的重要指标，植被覆盖度是降雨-径流、土壤侵蚀及非点源污染等模拟模型中的一个基本输入变量，也是生态、水保、水利、林业等多个领域需要获取的基础数据。

植被覆盖度的估算通常采用简单目测估算法、仪器测量计算法和遥感解译分析法等。其中应用于小尺度植被覆盖测量的方法主要有目估法和照相法。前者依靠个人经验开展田间判读，主观性较强；后者利用相机对样方垂直成像，然后应用计算机图像处理技术和相关算法提取植被覆盖度信息，较目估法规范且准确性有所保障。所以，照相法已成为目前小尺度范围植被测量的首选方法。

目前已有的照相法有多种实施方案，如“钓鱼法”等，所采用的相片获取媒介基本都是数码照相机，工作方式为拍摄样方相片，存贮在相机存储卡，然后回室内处理照片，用软件计算植被覆盖度信息。北京师范大学一直致力于这方面的研究和改进，章文波;刘慧平;刘宝元;路炳军;高晓飞等发明了“便携型植被覆盖度摄影测量仪”，并取得了专利（专利号200820114817），章文波和卢炳军开发了植被覆盖度自动计算系统（简称PCOVER），申请了软件著作权（登记号：2008SR12421）；杨胜天，宋凯宇，何亚琼、李貌申请了“钓鱼法”平台——三线钓鱼法专利（专利号ZL 200820080171.X）。但是该方法对照片质量有较高要求，曝光过度会影响计算精度，并因相机和植被高度关系存在几何校正问题；加上支架等辅助设备，成本高，便携性不强，并且与植被覆盖度计算软件相互独立，植被覆盖度信息批量采集能力不足，给野外作业人员带来很多不便。

针对图片获取质量难以控制和软硬件分离等状况，北京师范大学地理学与遥感科学学院生态水文研究组在长年科学研究和教学应用的基础上，充分考虑设备装置的便携性和信息采集的批量快速获取等需求，自主研发了植被覆盖度动态获取系统及相关便携式装置，为生态水文科学研究及相关领域野外作业人员快速、批量获取植被覆盖度信息提供技术支持。

发明内容

本发明的目的是提供适用于野外大批量样方照片采集的一种植被覆盖度动态获取装置，它有别于同类其他装置采用的数码相机方案，本发明采用摄像头方案，克服了采用数码相机拍照存在的实时调节焦距和曝光不便，无法实时看到样方信息，照片质量难以控制的问题，通过对摄像头的遥控控制，实现对曝光和焦距的调节，并可与笔记本电脑连接，实时看到样方信息，保证拍摄的照片质量，有利于保证植被覆盖度信息提取的精度。与植被覆盖度动态获取系统（VC-DAS）（软件著作权登记号2012SR031945）配合工作，可实现野外作业时大批量样方照片采集和植被覆盖度信息实时动态获取，提高了野外工作效率和装置的普适性。

本发明采用摄像头方案，配备动力舱，结合便携式支架等，以保证野外工作的可持续性。

本发明的技术方案是：一种植被覆盖度动态获取装置，它由摄像头、摄像头云台、摄像头固定件、动力舱、支架（含支架底座和支架测量杆）、笔记本电脑、动力舱连接线、摄像头连接线和动力舱固定件组成（图1）。它们之间的位置连接关系是：摄像头置于摄像头云台上并通过摄像头固定件固定，支架测量杆的下端与支架底座相连，其上端与动力舱固定件相连，动力舱置于动力舱固定件上方，它通过动力舱连接线与摄像头相连，笔记本电脑通过摄像头连接线与摄像头连接。

所述摄像头是定制的摄像头，其成本较低，它通过室内和室外等工作模式及背景光的遥控调节很大程度上克服了因曝光太强造成的叶片因反光绿色失真的技术难点，提高了照片质量，有利于提高植被覆盖度信息的提取精度；并且通过摄像头云台旋转，可控制摄像头在水平方向360°和垂直方向240°旋转，实现摄像头对样方的快速捕捉，这既保证了摄像头不受支架倾斜角度影响实现垂直对地拍摄，又为向上拍摄以获取郁闭度信息提供了可能；摄像头通过摄像头连接线和笔记本电脑连接，通过程序可实现对样方信息的实时观测，便于及时调节摄像头相关参数，获取较高质量的样方照片。

所述摄像头云台是用来固定和控制摄像头的装置，其形状为圆形托盘上安装柱状镂空部件，将摄像头固定于镂空部分，通过内置连接线连接摄像头，可控制摄像头实现水平方向360°和垂直方向240°旋转，通电后自动激活恢复通电前动作，内置多协议解码器。为定制产品。