[发明专利]一种便携式手动多角度观测装置

说明书

本发明涉及作物多角度观测领域，公开了一种便携式手动多角度观测装置，包括：立柱、横梁、主杆、横杆、支架、水平定位装置以及多角度旋转装置；其中，立柱的底端设有用于支撑的支架；立柱的顶端设有横梁，立柱的一侧设有第一滑槽，多角度旋转装置可滑动或锁紧设于第一滑槽内，横梁的一侧设有第二滑槽，水平定位装置可滑动或锁紧设于第二滑槽内，主杆与多角度旋转装置连接，并搭接于水平定位装置，主杆的一端连接有横杆，通过手动调节多角度旋转装置，可快速调节观测天顶角的角度，实现不同观测天顶角下的作物冠层反射率的快速获取；本发明装置轻巧便携、操作灵活性强、成本低、高度可调性好，便于田间多个点位的移动观测，对地表作物破坏性小。

技术领域

本发明涉及作物多角度观测领域，特别是涉及一种便携式手动多角度观测装置。

背景技术

在作物生长过程中，作物冠层结构参数、生物理化参数以及光层内光照参数随冠层高度均具有垂向异质性分布特征。如作物氮素在缺肥初期，下层叶片因缺氮首先发生早衰；随着缺肥程度加重，中、下层叶片陆续显现衰老，但此时上层叶片变化不明显，只有在缺肥胁迫严重时，上层叶片才表现出一定的缺素症状。因此，迫切需要研制对作物冠层结构和组分参数垂直分布，特别是中、下部叶片养分状况的遥感探测装置及方法，及时补充作物的养分供给，避免或减轻养分胁迫对产量形成和品质的影响，从而保证粮食的高产和优质。但传统遥感通常只能获取作物冠层顶部的光谱信息，而对冠层中、下部信息难以探测，使得利用单一作物整体冠层光谱进行组分垂直反演时，反演精度不高。相比传统的垂直对地观测，多角度遥感由于能够通过对地物目标多个方向的观测获得比单一方向观测更为详细的地物目标的三维几何形态和空间分布信息，有助于促进农业遥感定量化研究的发展。

因此面向多角度观测研究与应用需求，研发用以架设各种田间遥感传感器的多角度观测装置受到研究者的关注。目前，已有的用于地面多角度测量装置有：美国Nebraska大学发明了适合于野外作业的大型机械手Hercules和Goliath，可以进行地表发射辐射和热辐射的全方位多角度自动测定，但是该设备结构复杂，成本高。中国科学院地理科学与资源研究所发明了一种全方位多角度地面测定平台，虽然可以实现目标物全方位多角度的测量，但是观测架本身的阴影严重影响了观测数据质量，局限于特定遥感观测领域。江苏师范大学设计了便携式手动全方位多角度观测架，通过水平度盘，竖向度盘以及滑块之间的配合，实现了在水平360度和竖直180度范围内变化，但是容易受天顶弧的阴影影响，测量高度唯一，且不适用于株型高大植被(如玉米)的观测。北京师范大学提出了一种便携式手动多角度观测架，解决了遥感观测中高度唯一、便携性差、阴影干扰大的问题，但是它存在测量主杆稳定性差的问题。在进一步研究的基础上，北京师范大学又提出了自动多角度观测装置，虽然可以精确测量方位角和定位天顶角，但仍然存在装置笨重、可移动性差、费用高等问题，不适合田间多点位的便携观测。北京农业智能装备技术研究中心研发了移动多角度观测平台，能够实现对同一热点进行全方位、多角度观测，且传感器距目标物体的位置可调，但是存在角度变动操作时间长，观测臂高度不可调，不同观测角度下观测目标容易发生变化的问题。

在大田实际情况中，作物群体高度和覆盖度会随着作物生育期变化而变化，尤其在生育期中后期，作物群体开始封垄，植株形态高大，因此，一些体积较大、测量高度唯一的观测装置无法进入观测。另外，实际观测中也往往需要进行多个点位之间的移动观测与实验，这就要求测量仪器具有便携及可移动性强、测量高度可调、对地表植被的破坏小、操作方便快捷、适应性强等特点，而现有的观测装置仍无法同时满足这些要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种便携式手动多角度观测装置，解决现有技术中多角度观测装置的便携性差、操作灵活性低、地表破坏性大及成本高的问题，以及解决在株型高大作物的不同生育期观测时观测高度可调性差的问题。

(二)技术方案