[实用新型]基于高光谱成像的土壤剖面信息原位采集装置

说明书

基于高光谱成像的土壤剖面信息原位采集装置，属于土壤剖面观测装置技术领域。包括用于获取土壤剖面高光谱图像的图像获取单元装置和高光谱图像校正单元装置；所述图像获取单元装置包括旋转云台、计算机、高光谱成像仪、三脚架和数据线，所述旋转云台固定于三角架上，所述高光谱成像仪设于旋转云台上，所述三脚架设于所要观测的土壤剖面正前方；所述高光谱图像校正单元装置包括矩形标尺、白板固定架和白板。所述装置可在野外原位获取土壤剖面的高光谱图像，为研究土壤剖面信息（剖面土体构型、发生层颜色、质地、结构、水分、养分的分布及变化情况等）提供新的研究思路和方法，具有结构简单、操作方便、可扩展性强等优点，便于科研人员制作使用。

技术领域

本实用新型属于土壤剖面观测装置，具体涉及一种基于高光谱成像的土壤剖面信息原位采集装置。

背景技术

土壤是农业发展的基础，研究土壤剖面信息对于研究土壤发生发育、养分物质迁移等有着极其重要的意义。传统的土壤剖面信息获取通过取样和室内化验分析，通常成本高、过程复杂且耗时耗力，难以快速获取土壤剖面信息。土壤高光谱是土壤理化性质的综合反映，对土壤信息的获取具有无损、快速等优点，已成为土壤属性研究的一个重要手段。但利用高光谱技术通常只能获得点位数据，难以获取土壤剖面的连续信息。高光谱成像技术是二维成像和高光谱技术的有机结合，可获取土壤剖面的连续高光谱图像，具有图谱合一的优势，为土壤剖面信息研究提供了一种新的思路和方法。

目前获取土壤剖面图像信息的装置有国外SisuROCK成像扫描装置、国内的三轴向土壤高光谱成像试验台、土壤剖面全景图像获取装置和土壤剖面观测装置。前两者只能在室内平台使用，需要采集完整的土壤剖面样本并运回室内再扫描分析，信息获取滞后，不能在野外实现对土壤剖面的原位测定，大大限制了高光谱成像仪的应用范围。后两者虽然可以应用于野外土壤剖面图像获取，但土壤剖面全景图像获取装置是基于多光谱图像获取，极大地降低了对土壤信息的获取量；同时，其获取土壤剖面不同深度的图像时有不可避免的光强不均一问题存在，但又没有相应的校正方法，最终影响多光谱图像的质量；另外，还存在获取剖面不同深度图像需要手动调整、最深只能获取剖面40 cm处的图像等问题。土壤剖面观测装置仅仅能获取土壤剖面的普通RGB图像，不能采集土壤剖面的高光谱信息等。

实用新型内容

解决的技术问题：针对现有四种土壤剖面图像信息采集装置都不能在野外原位获取土壤剖面的高光谱图像，本发明提供一种基于高光谱成像的土壤剖面信息原位采集装置。

技术方案：基于高光谱成像的土壤剖面信息原位采集装置，包括用于获取土壤剖面高光谱图像的图像获取单元装置和高光谱图像校正单元装置；所述图像获取单元装置包括旋转云台、计算机、高光谱成像仪、三脚架和数据线，所述旋转云台固定于三角架上，所述高光谱成像仪设于旋转云台上，所述旋转云台和高光谱成像仪均通过数据线与计算机连接，所述三脚架设于所要观测的土壤剖面正前方；所述高光谱图像校正单元装置包括矩形标尺、白板固定架和白板，扫描成像时，所述矩形标尺设于所要观测的土壤剖面上，所述白板固定架与矩形标尺平行竖直排列，并将所述白板放置于白板固定架上；所述白板固定架包括基座、固定钎、可拆卸固定板、定位螺丝以及螺丝孔，所述基座设于可拆卸固定板的底部，所述固定钎与基座可拆卸连接，所述螺丝孔对称设于可拆卸固定板的中部两侧，定位螺丝设于螺丝孔内。

作为优选，所述矩形标尺上设有至少一组固定孔和固定钉，且每隔10 cm设置一个刻度。

作为优选，所述高光谱成像仪扫描成像过程中所述白板放置于可拆卸固定板中，且白板有至少4.0 cm宽度被高光谱成像仪扫到。

作为优选，所述高光谱成像仪为推扫型高光谱成像仪，型号为ImSpector V10E或ImSpector N17E。

作为优选，所述旋转云台为水平旋转云台。