[發明專利]一種珊瑚測量裝置及其測量方法

有效

• 申請號: 201110216014.3
• 申請日: 2011-07-30
• 公開（公告）號: CN102379261A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 張浴陽;黃暉;黃潔英;尤豐;楊劍輝;張成龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院南海海洋研究所
• 主分類號: A01K67/033
• 分類號: A01K67/033
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

本發明屬于珊瑚礁生態學研究領域，特別涉及一種珊瑚測量裝置及其測量方法。

背景技術

珊瑚礁為全世界四分之一的海洋生物提供了棲息地和保護所，造礁石珊瑚作為形成珊瑚礁的主要造礁生物是珊瑚礁生態系統中的關鍵功能物種。但是隨著人類對海洋資源的不斷破壞和污染、氣候變化的影響以及敵害生物的爆發，珊瑚礁的面積已經在全世界范圍內開始減少。造礁石珊瑚被列入《瀕危野生動植物種國際貿易公約》附錄Ⅱ。因此，對造礁石珊瑚的生態學研究，及對其保護和增殖已經成為了環境和生態領域的熱點。

珊瑚個體的大小以及珊瑚覆蓋率是珊瑚礁生態學和生理學研究中最常用和基礎的指標。珊瑚個體大小是可用來衡量一個珊瑚發育狀況、存活時間、繁殖潛力及競爭力的重要生物學指標，同時它也是測量珊瑚生長狀況和估測珊瑚生物量的重要標準之一。最常用的珊瑚個體大小的指標有兩種：一種是在俯視的情況下以珊瑚個體的最長軸長度和同其垂直的軸線長度作為指標；另一種是俯視情況下珊瑚個體在水平截面上的面積作為指標。

在國際常規的水下測量珊瑚個體大小的方法有兩種，一種是利用皮尺或直尺在水下直接測量，并在水下記錄板或記錄紙上記錄數據。該種方法在有風浪或水流時整個水下操作過程將會十分困難，并且需要的操作時間較長。珊瑚個體不規則，往往呈半球狀或叢生狀，這不但為測量增添了難度，同時也增加了測量的誤差。而且在計算珊瑚面積時將無法直接獲得數據，只能根據測量的兩個軸線長度，代入橢圓的面積公式以估算珊瑚個體的面積，而無法獲得精確的面積大小。

國外有利用水下拍照的方法及相關軟件測量造礁石珊瑚的覆蓋率，以及拍攝時將對比物放置在被拍攝珊瑚的旁邊，用以估計珊瑚個體大小的方法。但利用攝影方法測量珊瑚的個體大小的未見報道。

在國內，尚無利用水下攝影技術測量造礁石珊瑚個體大小的方法。水下攝影多利用在記錄造礁石種類、估測造礁石珊瑚覆蓋率及造礁石珊瑚狀況記錄方面。

發明內容

本發明的目的是提出一種利用水下攝影快速方便地測量珊瑚個體大小及面積的方法及適用于該方法的相關裝置。

本發明所提出的一種珊瑚測量裝置及其測量方法，其技術方案包括如下步驟：

一種珊瑚測量裝置，所述裝置包括圖像采集端、圖像處理端和固定端，所述圖像處理端與所述圖像采集端連接，用于處理獲取的圖像，所述固定端用于固定所述圖像采集端，所述固定端為一支架，支架上端設有固定圖像采集端的固定位，下端設置有標尺和一個或多個水平儀，所述標尺用于作為待測量對象的對比物，標尺并非一定是有刻度的尺子，只要能在拍照所得的照片中完全顯示出來的已知精確長度的物體或記號。

所述標尺與支架之間為滑動連接。所述標尺用膠水固定連接在支架下部作為取景框的方框其水平面。

所述水平儀包括第一水平儀和第二水平儀，所述第一水平儀和第二水平儀的測量軸線成一夾角，所述第一水平儀所在平面、第二水平儀所在平面與標尺所在平面互相平行或重合。

所述圖像采集端固定位為一圓形螺孔，通過螺絲固定所述圖像采集端于所述固定位上。

所述圖像采集端為水下數碼相機，所采用的相機所用鏡頭不能為廣角鏡頭、魚眼鏡頭或其他形成影像會產生明顯形變的鏡頭。相機拍照時照片的分辨率越高，測量時精度越高，所述圖像處理端為計算機。

一種珊瑚測量方法，包括支架裝置、圖像采集端和圖像處理端，所述支架裝置包括標尺和一個或多個水平儀，所述方法包括以下步驟：

（1）將標尺置于待測量珊瑚個體附近，圖像采集過程中將標尺與待測量珊瑚的個體置于同一水平面上；

（2）保持所述一個或多個水平儀處于水平狀態；

（3）調整圖像采集端確保待測量珊瑚的個體與標尺成像清晰；

（4）確保待測量珊瑚個體置于圖像采集端的視野框的正中，然后進行圖像采集；

（5）通過圖像處理端對采集的圖像進行處理，通過標尺及標尺長度上的像素個數的比例，計算出待測量珊瑚個體的最長軸及垂直方向上的軸長度以及計算出待測量珊瑚個體的面積大小。

所述一個或多個水平儀測量軸線相互成一夾角，所述一個或多個水平儀所在水平面與標尺所在水平面互相平行或重合。

圖像采集過程中標尺和待測量珊瑚個體的最大橫截面處于同一水平面，或標尺所在水平面與待測量珊瑚個體的最大水平截面所在水平面互相平行，依據目測確定最大水平截面。

計算待測量珊瑚個體的最長軸時，測量的軸線從珊瑚個體的邊緣經過珊瑚個體的中心點到珊瑚個體另一邊緣，而測量垂直方向軸長度則是測量垂直于最長軸并通過中心點的軸線。