[实用新型]一种便携式叶面积测量仪

说明书

本实用新型提供了一种便携式叶面积测量仪,包括测量支架、背景板和摄像装置和图像处理模块,所述测量支架包括背景板支架、背景板槽、转轴合页、背景板支架收纳槽、多个摄像装置卡座和支架提手；所述摄像装置包括摄像头底座、可伸缩脚架、摄像头和数据传输线；所述图像处理模块包括依次连接的图像导入模块、图像过滤器、图像分类器和图像比较器,所述图像分类器与数据库进行数据存储,所述图像比较器与数据库进行双向数据调取,所述图像处理模块设置在高性能运算功能的PC机内。本实用新型以解决在无损伤情况下测量垂直挺立生长的草本植物叶片面积，同时便携轻便。

技术领域

本实用新型主要是植被图像识别技术领域,具体涉及一种便携式叶面积测量仪。

背景技术

叶面积是单位土地面积上植物叶片的总面积,反映植物叶面数量、冠层结构变化、植物群落生命活力及其环境效应,为植物冠层表面物质和能量交换的描述提供结构化的定量信息,并在生态系统碳积累、海岸带盐沼植被消浪缓流过程评价,植被生产力和土壤、植物、大气间相互作用的能量平衡,植被遥感等方面起重要作用。

植被叶面积方法测量包括直接测量法与间接测量法,直接测量法有收割破坏性测量和利用扫描仪手工原位量测等方式。该方法的优点是测量结果较为准确, 但缺点是测量过程费时费力,且测量过程对植被具有破坏性,难以满足大尺度、长时间序列的测量需求。而间接测量法进行测量是用一些测量参数或用光学仪器得到叶面积指数,测量方便快捷,尤其以光学仪器图像测量法为佳。该方法是通过获取和分析植物冠层的半球数字图像来计算叶面积指数,这些图像分析系统通常由鱼眼镜头、数码相机、冠层图像分许程序和数据处理器组成.其原理是通过鱼眼镜头和数码相机获取冠层图像,利用软件对冠层图像进行分析,计算太阳辐射透过系数、冠层空隙大小、间隙率参数等,进而推算有效叶面积指数。

基于图像测量的仪器和方法测量精度较高,速度则较基于辐射测量的仪器慢,且常需要对图像进行后期处理。此外,测量时需要均一的光环境,如黎明、黄昏、阴天等,晴天会使镜头低估或者高估太阳辐射或散射。现有的叶面积测量仪器无法满足草本科植被挺立叶片测量需求,或只能单独满足室内收割测量、室外无损测量的应用场景。

现有叶面积测量仪主要针对的是叶片非水平生长的植被无法测量叶片垂直挺立生长的草本植物。

实用新型内容

本实用新型主要提供了一种便携式叶面积测量仪以提供一款便携式的野外采集叶片面积的测量装置,同时解决图像处理中对于噪声污点进行平滑滤波,智能分类的区分叶片与阴影,提高采集测量效率。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种便携式叶面积测量仪,包括测量支架、背景板和摄像装置和图像处理模块,所述测量支架包括背景板支架、背景板槽、转轴合页、背景板支架收纳槽、多个摄像装置卡座和支架提手；

所述摄像装置包括摄像头底座、可伸缩脚架、摄像头和数据传输线；

所述图像处理模块包括依次连接的图像导入模块、图像过滤器、图像分类器和图像比较器,所述图像分类器与数据库进行数据存储,所述图像比较器与数据库进行双向数据调取,所述图像处理模块设置在高性能运算功能的PC机内；所述图像过滤器用于对采集到图像进行中值卷积滤波去噪点,所述图像分类器用于预先设定训练模型,且按照预定规则进行逐一标记。

需要说明的是图像处理模块可以分体设置，可以同时携带至野外，也可以是传输后再处理图像数据。

所述图像分类器的结构还可以是决策树、神经网络分类、Xgboost架构的其中一种。

优选地,所述测量支架主体采用工程塑料制成,所述背景板支架下部为不锈钢材料,且通过转轴合页活动安装在测量支架的一侧,且旋转收纳于背景板支架收纳槽处。