[实用新型]一种野外高寒地区雪深测量的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及到气象监测领域，用于积雪深度的自动测量。

背景技术

传统的雪深观测主要依靠人工观测。自动观测雪深包括超声波进行雪深观测、激光测雪深（闻宝民 等， 2013； 王柏林 等，2012））和采用摄像探头自动监测（袁成松 等2013；曹治国 等， 2012）马春波 等， 2010）等多种方法。利用超声波进行雪深观测成本较高，整套设备价格超过5000元。其中Campbell生产的SR50探头价格更是超过了1万元。大批量装备这种探头不仅价格昂贵，而且其维护成本也较高。激光测量雪深这种技术手段价格昂贵，且仪器安装地点受到供电等因素的影响，普及度受到很大限制。

马春波等人（2010）采用摄像头监测雪深，但需要电脑等图像处理设备，仪器安装范围受环境限制较大，在有外接电源持续供电的条件下，且有移动或网络信号的条件下，整套设备才能完成数据的传输和数据的分析处理工作。而在野外，往往不具有网络或移动信号，供电也只能采用太阳能供电系统。同时由于拍摄技术在晚上由于光线不足，影响了夜晚雪深的持续观测。

发明内容

基于上述，本实用新型的目的在于提供一种野外高寒地区雪深测量的装置，利用本装置可持续获取雪深动态变化过程，获取雪尺周围积雪覆盖率等信息。

为实现高寒地区雪深观测，本实用新型采用的技术方案是：

一种野外高寒地区雪深测量的装置，是由雪尺、密封防水防溅箱；太阳能板；太阳能充电控制器、红外相机；蓄电池组成。红外相机装入相机密封防水防溅箱中，保温箱中放置蓄电池和太阳能控制器。雪尺下部直接埋在地表下固定于地面，红外相机通过导线与充电控制器连接，蓄电池通过导线与充电控制器连接，太阳能板通过导线与充电控制器连接。

本实用新型的优点和产生的有益效果：

本实用新型在高寒地区，人工观测较为困难情况下，采用太阳能供电，解决了低温对仪器工作不利的影响；采用红外相机，可获取白天和夜晚的雪深，解决了野外普通相机在夜间不能正常获取影像的缺陷；拍摄雪尺采用1cm刻度的标准水尺，观测精度高，同时根据拍摄影像可获取雪尺周围积雪覆盖率等信息，能够记录观测点积雪覆盖变化和雪深变化。满足了雪深观测的精度需求，同时人工读取雪尺上的深度数据相对于其它仪器更为准确可靠。特别对于不完全积雪覆盖时，引入了积雪覆盖率的计算方法，更为准确的评估积雪深度。本发明结构较为简单，设备要求简单，成本低、便于维护，能够根据需要设置雪深观测的时间间隔，获取的数据精度不受天气干扰，精度小于1cm，比传统的超声测雪具有更高的性价比，具有很好的推广使用价值。

附图说明

图1为本发明示意图。

图2为密封防水防溅箱示意图。

图3为保温箱示意图。

图4为2013年5月28日-29日祁连山海拔4370m处利用相机影像获取的雪深及积雪覆盖率变化。

具体实施方式

下面，结合附图，对本实用新型的技术方案再作进一步的说明：

一种野外高寒地区雪深测量的装置，是由雪尺1、密封防水防溅箱2；太阳能板6；太阳能充电控制器4、红外相机3；蓄电池5组成。

雪尺1刻度与标准水尺类似，采用搪瓷水尺的设计办法，正对相机的雪尺表面采用红白色的条纹或蓝白色的条纹刻度，每个刻度宽度为1cm。雪尺正前方放置有延时摄影测量红外打猎相机—LTL5210A相机3，测量雪尺1位于拍摄红外相机3镜头之内。测量相机自带有SD储存卡。可方便的进行数据的存取。考虑到雪深观测环境往往位于高寒无电地区，需要保证拍摄红外相机3在低温条件下能够持续工作。在红外相机3上加装密封防水防溅箱2。防水防溅箱2的规格为150*200*130。 红外相机3与防水防溅箱2之间的空隙用泡沫填充以起到保温的作用。

保温箱9为白铁皮箱，其规格为30cm×30cm×30cm，保温箱9中放置6v10Ah蓄电池5和6v 3A规格太阳能控制器4，内壁加有5cm聚乙烯保温泡沫板。冬季，在低温条件下蓄电功能会降低，用保温箱保护蓄电池和充电控制器，将保证在连续的低温阴天条件下，拍摄雪深的相机能够正常工作，获取雪尺连续的影像资料。

保温箱外雪表面8上，置有9v 10w太阳能板6。红外相机3通过导线与充电控制器4连接，蓄电池5通过导线与充电控制器4连接，太阳能板6通过导线与充电控制器4连接。当阳光充足的情况下，充电控制器4为蓄电池5充电的同时给红外相机3供电，当阳光不充足时，充电控制器4转换为由蓄电池5给红外相机3直接供电。