[发明专利]可同时测量植被覆盖度和高度的便携式测量仪及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及植被信息采集技术领域，具体涉及一种可同时测量植被覆盖度和高度的便携式测量仪及测量方法。

背景技术

植被覆盖度和高度信息的获取是有效反映植被生长情况的重要指标，可为植被的演替趋势和生产潜力提供基础信息。

小尺度植被覆盖度的测量方法通常采用目测法和照相法，目测法主观性较强，而照相法采用相机对样方进行拍摄，然后利用图像处理技术和相关算法计算植被覆盖度信息，较目测法有所保障。所以，照相法成为目前对植被覆盖度测量的首选方法。目前已有的照相法主要存在的问题有①需多人操作；②便携性不强；③实时获取植被覆盖度能力弱；④有线传输模式繁琐；⑤可操作性不强。

植被高度测量方法通常采用目测法、尺子测量法和传感器测量法，目测法主观性较强，尺子测量法简单但需要人工统计，传感器测量法对探测物的要求高且精度有限。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可同时测量植被覆盖度和高度的便携式测量仪，能够实时、同时获取植被高度信息和覆盖度信息，且结构简单、携带方便，为植被演替趋势和生产潜力的研究以及相关人员野外实时获取覆盖度和高度信息提供了技术支持。

本发明的可同时测量植被覆盖度和高度的便携式测量仪，包括悬臂梁支架、图像采集与传输装置、二进制编码盘和手持终端；其中，图像采集与传输装置和二进制编码盘固定在悬臂梁支架上；二进制编码盘垂直于水平面，且位于图像采集与传输装置的图像采集范围内，二进制编码盘的下端面与地面相接触；图像采集与传输装置与手持终端无线连接；图像采集与传输装置用于采集包括二进制编码盘图像在内的待测区域的图像，并将图像信息无线传输给手持终端；其中，二进制编码盘上划分有N行M列格子，各行格子的高度为设定的高度；各格子为黑色或白色，分别代表“0”或“1”，一行格子即代表一组二进制数，代表该行格子由下往上的行数。

进一步地，所述悬臂梁支架由调节杆、高度支撑杆、水平杆组成，其中，水平杆的一端与图像采集与传输装置固定连接，另一端与调节杆垂直连接；高度支撑杆的一端与二进制编码盘固定连接，另一端与水平杆垂直连接，调节杆、高度支撑杆、水平杆均可伸缩。

进一步地，还包括可伸缩的支架底座，支架底座与调节杆固定连接。

进一步地，调节杆上还设有水平泡。

进一步地，所述调节杆与水平杆通过铰接球连接，水平杆通过铰接球绕调节杆旋转。

进一步地，还包括弹性卡槽，所述弹性卡槽固定在水平杆上，图像采集与传输装置固定在弹性卡槽上。

进一步地，还包括支撑件，所述支撑件固定安装在高度支撑杆的一端，并套接在水平杆上，沿水平杆轴线方向移动。

本发明还提供了一种植被覆盖度和高度同时测量的方法，采用上述测量仪进行测量，包括如下步骤：

步骤1，图像采集与传输装置通过悬臂梁支架位于采集待测区域的上方，对待测区域进行图像采集，该图像同时包括二进制编码盘图像；并将采集到的图像信息无线发送给手持终端；

步骤2，手持终端根据图像采集与传输装置发送的图像信息，计算待测区域的植被覆盖度；根据图片信息中的二进制编码盘图像中，植被遮挡高度对应的二进制编码，将该二进制编码转换为十进制，即为编码格子所在行数，再将编码行数乘以格子高度，即获得二进制编码盘所在位置的植被平均高度。

进一步地，所述植被覆盖度采用如下方法获得：

步骤1，对图像采集与传输装置采集的图片中的样方大小进行标定：固定图像采集与传输装置高度，依照预设的样方区域，分别对样方内不同高度植被进行图片采集，获得不同植被高度下该样方区域在图片中的像素值区域大小；

步骤2，根据二进制编码盘图像获得待测区域内植被高度，然后依据步骤1标定的该植被高度下样方大小对应的图片像素区域，将该像素区域像素信息进行提取，计算待测区域的植被覆盖度。

有益效果：

(1)本发明可同时进行植被覆盖度和高度的测量，并通过对植被高度的实时测量实现了采集图片中对样方区域大小的准确定位，克服了覆盖度计算时样方大小误差带来的误差，且减小了传统样方定位调节的复杂性，并采用无线传输的模式，在手持终端上有效控制植被样方图像信息的获取以及植被覆盖度的计算，有效解决了有线传输模式和多人控制的繁琐性，提高了野外工作效率和装置的便携性。