[發明專利]一種植被覆蓋度動態獲取裝置

有效

• 申請號: 201210418085.6
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102954787A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 楊勝天;宋文龍;王志偉
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01C11/02
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域

本發明是地理學及水土保持監測研究中使用的一種植被覆蓋度動態獲取裝置，它被用于野外對樣方地表覆蓋進行拍照，結合植被覆蓋度動態獲取系統（VC-DAS）實時、動態、批量獲取植被覆蓋度信息，屬于自然地理系統技術領域。

背景技術

作為表征植被覆蓋狀況的重要指標，植被覆蓋度是降雨-徑流、土壤侵蝕及非點源污染等模擬模型中的一個基本輸入變量，也是生態、水保、水利、林業等多個領域需要獲取的基礎數據。

植被覆蓋度的估算通常采用簡單目測估算法、儀器測量計算法和遙感解譯分析法等。其中應用于小尺度植被覆蓋測量的方法主要有目估法和照相法。前者依靠個人經驗開展田間判讀，主觀性較強；后者利用相機對樣方垂直成像，然后應用計算機圖像處理技術和相關算法提取植被覆蓋度信息，較目估法規范且準確性有所保障。所以，照相法已成為目前小尺度范圍植被測量的首選方法。

目前已有的照相法有多種實施方案，如“釣魚法”等，所采用的相片獲取媒介基本都是數碼照相機，工作方式為拍攝樣方相片，存貯在相機存儲卡，然后回室內處理照片，用軟件計算植被覆蓋度信息。北京師范大學一直致力于這方面的研究和改進，章文波;劉慧平;劉寶元;路炳軍;高曉飛等發明了“便攜型植被覆蓋度攝影測量儀”，并取得了專利（專利號200820114817），章文波和盧炳軍開發了植被覆蓋度自動計算系統（簡稱PCOVER），申請了軟件著作權（登記號：2008SR12421）；楊勝天，宋凱宇，何亞瓊、李貌申請了“釣魚法”平臺——三線釣魚法專利（專利號ZL?200820080171.X）。但是該方法對照片質量有較高要求，曝光過度會影響計算精度，并因相機和植被高度關系存在幾何校正問題；加上支架等輔助設備，成本高，便攜性不強，并且與植被覆蓋度計算軟件相互獨立，植被覆蓋度信息批量采集能力不足，給野外作業人員帶來很多不便。

針對圖片獲取質量難以控制和軟硬件分離等狀況，北京師范大學地理學與遙感科學學院生態水文研究組在長年科學研究和教學應用的基礎上，充分考慮設備裝置的便攜性和信息采集的批量快速獲取等需求，自主研發了植被覆蓋度動態獲取系統及相關便攜式裝置，為生態水文科學研究及相關領域野外作業人員快速、批量獲取植被覆蓋度信息提供技術支持。

發明內容

本發明的目的是提供適用于野外大批量樣方照片采集的一種植被覆蓋度動態獲取裝置，它有別于同類其他裝置采用的數碼相機方案，本發明采用攝像頭方案，克服了采用數碼相機拍照存在的實時調節焦距和曝光不便，無法實時看到樣方信息，照片質量難以控制的問題，通過對攝像頭的遙控控制，實現對曝光和焦距的調節，并可與筆記本電腦連接，實時看到樣方信息，保證拍攝的照片質量，有利于保證植被覆蓋度信息提取的精度。與植被覆蓋度動態獲取系統（VC-DAS）（軟件著作權登記號2012SR031945）配合工作，可實現野外作業時大批量樣方照片采集和植被覆蓋度信息實時動態獲取，提高了野外工作效率和裝置的普適性。

本發明采用攝像頭方案，配備動力艙，結合便攜式支架等，以保證野外工作的可持續性。

本發明的技術方案是：一種植被覆蓋度動態獲取裝置，它由攝像頭、攝像頭云臺、攝像頭固定件、動力艙、支架（含支架底座和支架測量桿）、筆記本電腦、動力艙連接線、攝像頭連接線和動力艙固定件組成（圖1）。它們之間的位置連接關系是：攝像頭置于攝像頭云臺上并通過攝像頭固定件固定，支架測量桿的下端與支架底座相連，其上端與動力艙固定件相連，動力艙置于動力艙固定件上方，它通過動力艙連接線與攝像頭相連，筆記本電腦通過攝像頭連接線與攝像頭連接。

所述攝像頭是定制的攝像頭，其成本較低，它通過室內和室外等工作模式及背景光的遙控調節很大程度上克服了因曝光太強造成的葉片因反光綠色失真的技術難點，提高了照片質量，有利于提高植被覆蓋度信息的提取精度；并且通過攝像頭云臺旋轉，可控制攝像頭在水平方向360°和垂直方向240°旋轉，實現攝像頭對樣方的快速捕捉，這既保證了攝像頭不受支架傾斜角度影響實現垂直對地拍攝，又為向上拍攝以獲取郁閉度信息提供了可能；攝像頭通過攝像頭連接線和筆記本電腦連接，通過程序可實現對樣方信息的實時觀測，便于及時調節攝像頭相關參數，獲取較高質量的樣方照片。

所述攝像頭云臺是用來固定和控制攝像頭的裝置，其形狀為圓形托盤上安裝柱狀鏤空部件，將攝像頭固定于鏤空部分，通過內置連接線連接攝像頭，可控制攝像頭實現水平方向360°和垂直方向240°旋轉，通電后自動激活恢復通電前動作，內置多協議解碼器。為定制產品。