本實(shí)用新型涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種快速估測(cè)荒漠灌木地上生物量的裝置。

背景技術(shù)：

森林資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)是森林科學(xué)經(jīng)營(yíng)與管理的重要數(shù)據(jù)來(lái)源。傳統(tǒng)的森林資源調(diào)查的方法多為人為調(diào)查，分級(jí)上報(bào)的方法，不但費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且可能所得數(shù)據(jù)具有一定的主觀性，存在一定程度的誤差。

現(xiàn)階段主要采用傳統(tǒng)的地面調(diào)查結(jié)合3S技術(shù)，以及計(jì)算模型等技術(shù)手段測(cè)定森林生物量，且多聚集在喬木上，對(duì)灌木林的相關(guān)研究較少，較之喬木林野外調(diào)查與測(cè)量，灌木林的植株矮小、近地面分枝多、樹冠距離地面近，它的主要測(cè)樹因子(例如冠幅直徑(C)、地徑(D)和植株高度(H)等)獲取難度偏大，野外調(diào)查和室內(nèi)數(shù)據(jù)處理的工作量都比較大，不能直接照搬喬木林測(cè)量中較為成熟的測(cè)量手段和方法。因此，尋求一種快速、有效、精準(zhǔn)的森林資源調(diào)查和監(jiān)測(cè)的方法具有一定意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種便于攜帶和拍攝的快速估測(cè)荒漠灌木地上生物量的裝置。

解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：

快速估測(cè)荒漠灌木地上生物量的裝置，包括圖像采集裝置，其特征在于：還包括拍攝按鍵、音頻模塊以及長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的伸縮桿，所述圖像采集裝置固定在伸縮桿的一端，所述拍攝按鍵和音頻模塊固定在伸縮桿的另一端，所述圖像采集裝置上將對(duì)焦完成信號(hào)發(fā)出以及接收拍攝控制信號(hào)的藍(lán)牙模塊，所述音頻模塊設(shè)有接收對(duì)焦完成信號(hào)以及拍攝成功提示的藍(lán)牙模塊，所述拍攝按鍵設(shè)有發(fā)出拍攝控制信號(hào)的藍(lán)牙模塊，所述圖像采集裝置與拍攝按鍵和音頻模塊通過(guò)藍(lán)牙模塊進(jìn)行通信。

所述伸縮桿至少包括第一空心桿和第二空心桿，第二空心桿的至少一部分位于第一空心桿的內(nèi)孔中，第一空心桿的一端和第二空心桿的一端通過(guò)偏心鎖機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接，該偏心鎖機(jī)構(gòu)包括偏心鎖芯和非閉環(huán)狀的鎖套，偏心鎖芯的一端與第二空心桿緊固為一體，偏心鎖芯另一端的周面上設(shè)有凸輪，所述鎖套置于偏心鎖芯的凸輪上后，在轉(zhuǎn)動(dòng)第二空心桿時(shí)，將鎖套漲緊在凸輪與第一空心桿的內(nèi)壁面之間。

所述伸縮桿至少還包括一個(gè)第一定位套管，該第一位套管的內(nèi)孔為階梯孔，所述第一空心桿的另一端伸入到第一定位套管中與第一定位套管中的階梯面抵頂，第二空心桿的另一端穿過(guò)第一定位套管。

所述伸縮桿還包括一個(gè)螺桿接頭，該螺桿接頭固定在第二空心桿的另一端。

所述鎖套面對(duì)第一空心桿內(nèi)壁面的表面上設(shè)有齒。

所述伸縮桿還包括第三空心桿，所述第三空心桿的至少一部分位于第二空心桿的內(nèi)孔中，第三空心桿與第二空心桿通過(guò)所述偏心鎖機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接。

所述伸縮桿還包括第四空心桿，所述第四空心桿的至少一部分位于第三空心桿的內(nèi)孔中，第四空心桿與第三空心桿通過(guò)偏心鎖機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接。

所述圖像采集裝置還包括圖像獲取處理及計(jì)算單元，圖像獲取處理及計(jì)算單元包括圖像捕獲模塊、圖像分割模塊、目標(biāo)像素提取模塊以及生物量計(jì)算模塊，圖像捕獲模塊的輸出端與圖像分割模塊的輸入端連接，圖像分割模塊的輸出端與目標(biāo)像素提取模塊的輸入端連接，目標(biāo)像素提取模塊的輸出端與生物量計(jì)算模塊連接。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)為：荒漠灌木是干旱區(qū)脆弱生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其生物量至關(guān)重要，但野外測(cè)量難度較大。利用本實(shí)用新型拍照并獲灌木實(shí)際寬度(W)、側(cè)面像元面積(S)等參數(shù)，建立起基于這些參數(shù)組合的梭梭地上生物量擬合方程。研究結(jié)果表明，植株所占有效像元面積(S)與灌木的地上生物量密切相關(guān)，呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.949。經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，以灌木照相面積(S)為自變量建立回歸模型，可用來(lái)快速估測(cè)灌木地上生物量。為無(wú)損快速估測(cè)灌木地上生物量提高了工作效率。

本實(shí)用新的型的有益效果為：

1、可以根據(jù)實(shí)際灌木的高度調(diào)節(jié)伸縮桿的長(zhǎng)度，攜帶方便；

2、相機(jī)可以自動(dòng)對(duì)焦，并具有防傾斜報(bào)警功能，可以通過(guò)無(wú)線方式控制拍照。

3、具有快速、非破壞性的荒漠灌木生物量估測(cè)方式；

4、與現(xiàn)有林業(yè)測(cè)量工具相比，圖像獲取生物量設(shè)備具有攜帶方便、價(jià)格較低，并且可以在該設(shè)備上運(yùn)行圖形處理軟件；

5、能夠提高獲取灌木生物量的效率；

6、滿足室外拍攝灌木要求。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的快速估測(cè)荒漠灌木地上生物量的裝置的示意圖；

圖2為圖像采集裝置中圖像獲取處理及計(jì)算單元的電路方框圖；

圖3為伸縮桿的示意圖；

圖4為圖3的剖面圖；

圖5為偏心鎖機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為偏心鎖芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為鎖套的示意圖；

圖8為第一定位套管的示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖8所示，本實(shí)用新型的快速估測(cè)荒漠灌木地上生物量的裝置，包括圖像采集裝置1，圖像采集裝置1優(yōu)先采用智能手機(jī)，所述圖像采集裝置包括圖像獲取處理及計(jì)算單元，圖像獲取處理及計(jì)算單元包括圖像捕獲模塊11、圖像分割模塊12、目標(biāo)像素提取模塊13以及生物量計(jì)算模塊14，圖像捕獲模塊11的輸出端與圖像分割模塊12的輸入端連接，圖像分割模塊12的輸出端與目標(biāo)像素提取模塊13的輸入端連接，目標(biāo)像素提取模塊13的輸出端與生物量計(jì)算模塊14連接。通過(guò)智能手機(jī)可以對(duì)拍攝好的照片進(jìn)行裁剪、旋轉(zhuǎn)、調(diào)節(jié)對(duì)比度等操作，利用圖像分割模塊12、二值化等算法將灌木所占區(qū)域與非目標(biāo)區(qū)域分隔開，通過(guò)目標(biāo)像素提取模塊13計(jì)算灌木所占有效的像素值，利用公式求出灌木所占的面積值，從而通過(guò)生物量計(jì)算模塊14擬合出灌木生物量模型，將測(cè)量結(jié)果連同GPS值保存并上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)。

還包括拍攝按鍵2、音頻模塊3以及長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的伸縮桿4，所述圖像采集裝置1固定在伸縮桿4的一端，所述拍攝按鍵2和音頻模塊3固定在伸縮桿的另一端。所述圖像采集裝置1上將對(duì)焦完成信號(hào)發(fā)出以及接收拍攝控制信號(hào)的藍(lán)牙模塊，所述音頻模塊設(shè)有接收對(duì)焦完成信號(hào)以及拍攝成功提示的藍(lán)牙模塊，所述拍攝按鍵設(shè)有發(fā)出拍攝控制信號(hào)的藍(lán)牙模塊，所述圖像采集裝置與拍攝按鍵和音頻模塊通過(guò)藍(lán)牙模塊進(jìn)行通信。按鍵模塊3和音頻模塊3通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線傳輸模式與圖像采集裝置1進(jìn)行通信，當(dāng)圖像采集裝置1的相機(jī)對(duì)焦完成后，會(huì)通過(guò)音頻模塊3發(fā)出提示音，此時(shí)按下拍攝按鍵2，相機(jī)拍攝灌木照片，拍攝成功時(shí)，音頻模塊3將會(huì)有快門聲音提示拍攝完成。

所述伸縮桿4至少包括第一空心桿41和第二空心桿42、第一定位套管44、第三空心桿45、第四空心桿46、第二定位套管47、第三定位套管48、螺桿接頭49，第二空心桿42的至少一部分位于第一空心桿41的內(nèi)孔中，第一空心桿41的一端和第二空心桿42的一端通過(guò)偏心鎖機(jī)構(gòu)43進(jìn)行連接，該偏心鎖機(jī)構(gòu)43包括偏心鎖芯431和非閉環(huán)狀的鎖套432，偏心鎖芯431的一端與第二空心桿42緊固為一體，偏心鎖芯431另一端的周面上設(shè)有凸輪433，所述鎖套432置于偏心鎖芯431的凸輪433上后，在轉(zhuǎn)動(dòng)第二空心桿42時(shí)，將鎖套432漲緊在凸輪433與第一空心桿41的內(nèi)壁面之間。鎖套432的壁厚由一端到另一端逐漸變厚，鎖套432面對(duì)第一空心桿41內(nèi)壁面的表面上設(shè)有齒434。在需要調(diào)節(jié)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)第二空心桿42，使凸輪433厚度較小的部位與鎖套432相對(duì)應(yīng)，鎖套432失去漲緊的作用力，從而解除第一空心桿41和第二空心桿42的鎖定，將第二空心桿42從第一空心桿41中抽出到需要的位置時(shí)，再轉(zhuǎn)動(dòng)第二空心桿，使凸輪433厚度較大的部位與鎖套432相對(duì)應(yīng)，鎖套432獲得漲緊的作用力，從而將第一空心桿41和第二空心桿42鎖定。

第一位套管44的內(nèi)孔為階梯孔，所述第一空心桿41的另一端伸入到第一定位套管中與第一定位套管44中的階梯面441抵頂，第二空心桿42的另一端穿過(guò)第一定位套管44。

所述第三空心桿45的至少一部分位于第二空心桿42的內(nèi)孔中，第三空心桿45與第二空心桿42通過(guò)所述偏心鎖機(jī)構(gòu)43進(jìn)行連接，其連接的方式與第一空心桿41和第二空心桿42的連接方式相同。所述第四空心桿46的至少一部分位于第三空心桿45的內(nèi)孔中，第四空心桿46與第三空心桿45通過(guò)偏心鎖機(jī)構(gòu)43進(jìn)行連接，其連接的方式與第一空心桿41和第二空心桿42的連接方式相同。

第二位套管47和第三定位套管48的結(jié)構(gòu)與第一定位套管的結(jié)構(gòu)相同，第二空心桿42穿過(guò)第一定位套管后伸入到第二定位套管47中，并與第二定位套管47中的階梯面抵頂。第三空心桿45的端部穿過(guò)第二定位套管47后伸入到第三定位套管48中，并與第三定位套管48中的階梯面抵頂，第四空心桿穿過(guò)第三定位套管48后與螺桿接頭49固定連接，螺桿接頭用于固定圖像采集裝置1。

第一空心桿41、第二空心桿42、第三空心桿45、第四空心桿46均采用不銹鋼材質(zhì)制成，第一空心桿41用于操作者操作的端部套有塑料握套50，第一空心桿的外徑最大，其外徑為14mm(包括塑料握套)，整個(gè)伸縮桿的最大伸縮長(zhǎng)度為4m，收回后僅有1.28m，四根桿均為1m長(zhǎng)。此伸縮桿可實(shí)現(xiàn)任意位置固定，即：當(dāng)兩桿之間有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，朝著一個(gè)方向可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，但朝另一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后會(huì)鎖住，達(dá)到固定的效果。