阅读说明：本技术 一种应用于低空无人机遥感反演土壤湿度的地面采样网格装置 (Ground sampling grid device applied to low-altitude unmanned remote sensing inversion of soil humidity ) 是由 张瑞 李奎 段金亮 吕继超 余斌 于 2019-12-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种应用于低空无人机遥感反演土壤湿度的地面采样网格装置,包括装置本体,装置本体呈正方形状；正方形状的所述装置本体包括若干个方形的网格；网格包括四条网格边长,网格边长的两边端均开设一个螺孔,相邻网格边长的螺孔重叠,并通过在螺孔内插入螺丝实现相邻网格边长的连接固定。本发明装置结构纹理清晰,网格均匀分布,以规则的小网格作为采样点,可以保证对采样结果进行插值计算后,其精度在空间上均匀分布,可靠性更高；网格边由铝合金材质的反射片组成,其在无人机影像上纹理清晰,网格交点鲜明突出,以交点作为像控点,在数据处理时能基本消除刺点误差,使获取的像控点精度更高。(The invention discloses a ground sampling grid device applied to low-altitude unmanned remote sensing inversion of soil humidity, which comprises a device body, wherein the device body is in a square shape; the square-shaped device body comprises a plurality of square grids; the grid includes four grid side lengths, and a screw is all seted up to the both sides end of grid side length, and the screw of adjacent grid side length overlaps to realize the connection of adjacent grid side length fixedly through inserting the screw in the screw. The device has clear structure texture, the grids are uniformly distributed, and the regular small grids are used as sampling points, so that the accuracy is uniformly distributed in space after interpolation calculation is carried out on the sampling result, and the reliability is higher; the grid edge is composed of the reflector plates made of aluminum alloy materials, the texture of the grid edge on an unmanned aerial vehicle image is clear, the grid intersection points are distinct and outstanding, the intersection points are used as image control points, the pricking point errors can be basically eliminated during data processing, and the accuracy of the obtained image control points is higher.)

一种应用于低空无人机遥感反演土壤湿度的地面采样网格 装置

技术领域

本发明属于土壤湿度观测的技术领域，具体涉及一种应用于低空无人机遥感反演土壤湿度的地面采样网格装置。

背景技术

土壤湿度一直以来都是人们关注研究的地表物理量，它是全球地表水循环的一个指标，是农业、气象、水文研究领域中的重点，是描述地表情况的一个重要参数，准确观测大面积范围的土壤湿度对农业、水文以及气象等领域意义重大。随着现代作物科学的发展，对获取土壤湿度等作物信息的时间和空间分辨率提出了更高要求，在田间尺度上，快速获取单株作物土壤湿度信息辅助作物长势信息的解析和辨识，是现阶段数字农业和精准农业的内在需求。传统基于地面单点测量和卫星遥感反演地表土壤湿度方法存在时空分辨率低、精度不高的缺陷，已不再适用于精细化农业生产和管理。低空无人机遥感平台凭借机动灵活、成本低、时空分辨率高的优势正逐渐成为获取田间作物信息的重要手段。利用无人机遥感平台搭载的多光谱、高光谱甚至多极化SAR传感器在田间尺度上反演单株作物土壤湿度是一门正在兴起的技术。该技术仅需要地面少量土壤湿度采样数据提供先验信息，就能在无人机影像上获取大面积高精度和高空间分辨率的田块土壤湿度专题图。

实践经验和研究表明：在田间尺度上进行低空无人机遥感反演，地面实测土壤湿度样方需要匹配无人机影像的空间分辨率。传统的地面土壤湿度采样方法较主观，采样点由人工选择，此类采样方法样方的空间分辨率低，插值后的土壤湿度精度空间分布不均匀，可靠性不高，无法匹配低空无人机影像，仅仅适合于星载遥感的土壤湿度反演工作。

此外，使用无人机遥感测量，无人机的飞行姿态总是存在波动，使得拍摄结果中存在大量的倾斜影像，这也将导致地面实测土壤湿度样方无法精确与无人机影像匹配。所以，要想成功利用低空无人机遥感平台反演出田间尺度上单株作物土壤湿度，就需要保证影像的准确性，也就是说要通过布置像控点对无人机影像进行数据处理，纠正无人机相片的倾斜。然而，传统的无人机遥感地面像控点的坐标依赖固定的参考物，在田间尺度上，作物类型通常单一，无法获取纹理清晰，易于辨识的相控点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种应用于低空无人机遥感反演土壤湿度的地面采样网格装置，以解决或改善上述的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种应用于低空无人机遥感反演土壤湿度的地面采样网格装置，其包括装置本体，装置本体呈正方形状；正方形状的所述装置本体包括若干个方形的网格；网格包括四条网格边长，网格边长的两边端均开设一个螺孔，相邻网格边长的螺孔重叠，并通过在螺孔内***螺丝实现相邻网格边长的连接固定；

网格边长为铝合金材质的反射片，反射片长为27cm，宽为2cm，厚度为1mm。

优选地，呈正方形状的所述装置本体的边长为100cm。

优选地，网格的网格边长为25cm。

优选地，螺孔的孔径为7mm。

优选地，位于同一反射片上的两个螺孔之间的距离为25cm。

优选地，螺丝包括8个长螺丝和17个短螺丝。

优选地，8个长螺丝穿过螺孔，并***地表以下，实现装置本体的固定。

优选地，8个长螺丝分别位于装置本体的***边长上，且相邻长螺丝之间为短螺丝。

本发明提供的应用于低空无人机遥感反演土壤湿度的地面采样网格装置，具有以下有益效果：

本发明装置结构纹理清晰，网格均匀分布，以规则的小网格作为采样点，可以保证对采样结果进行插值计算后，其精度在空间上均匀分布，可靠性更高；网格边由铝合金材质的反射片组成，其在无人机影像上纹理清晰，网格交点鲜明突出，以交点作为像控点，在数据处理时能基本消除刺点误差，使获取的像控点精度更高。

附图说明

图1为应用于低空无人机遥感反演土壤湿度的地面采样网格装置的装置本体结构图。

图2为应用于低空无人机遥感反演土壤湿度的地面采样网格装置的单个反射片结构图。

图3为应用于低空无人机遥感反演土壤湿度的地面采样网格装置的前视图。

其中，1、装置本体；2、网格边长；21、螺孔；3、螺丝；31、短螺丝；32、长螺丝；4、网格。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

根据本申请的一个实施例，参考图1-图3，本方案的应用于低空无人机遥感反演土壤湿度的地面采样网格4装置，包括装置本体1，装置本体1呈正方形状，其包括多个方形的网格4组成，整个装置本体1的***边长为100cm。

网格4为正方形，包括四条网格边长2，网格边长2的两边端均开设一个螺孔21，相邻网格边长2的螺孔21重叠，并通过在螺孔21内***螺丝3实现相邻网格边长2的连接固定。

网格4的网格边长2为25cm，网格边长2为铝合金材质的反射片，反射片长为27cm，宽为2cm，厚度为1mm。

其中，螺孔21的孔径为7mm，位于同一反射片上的两个螺孔21之间的距离为25cm。

螺丝3包括8个长螺丝32和17个短螺丝31，8个长螺丝32穿过螺孔21，并***地表以下，实现装置本体1的固定。8个长螺丝32分别位于装置本体1的***边长上，且相邻长螺丝32之间为短螺丝31。

采用本发明的网格4装置占地面积小、所需空间少、造价低、使用方便、样方统计结果精度均匀，可靠性高，可获取高精度像控点坐标，非常适用于田间尺度上的无人机遥感反演土壤湿度等相关研究工作。

本装置在使用前，首先用4个铝合金反射片由连接螺丝3组合成边长为25厘米的小正方形，在小正方形的基础上，依次将剩下的铝合金反射片通过螺丝3扩展成边长为1米的大正方形。

使用时，将8个长螺丝32***样方区域使其固定，即可在每个小方格中进行地面土壤湿度取样，然后随机选取一个网格4交点作为相控点，使得无人机可快速获取像控点的精确三维坐标。

上述利用本发明的地面采样网格4装置进行的土壤湿度取样和测定相控点坐标工作尽量与无人机飞行时间同步，以保证地面测量与无人机遥感具有同步性。测量完成后，将网格4装置收回，依次拆卸螺丝3，最后将拆卸出的所有反射片和螺丝3打包，搬回库房保存。

本发明装置结构纹理清晰，网格4均匀分布，以规则的小网格4作为采样点，可以保证对采样结果进行插值计算后，其精度在空间上均匀分布，可靠性更高；网格4边由铝合金材质的反射片组成，其在无人机影像上纹理清晰，网格4交点鲜明突出，以交点作为像控点，在数据处理时能基本消除刺点误差，使获取的像控点精度更高。

除此，收纳容易，本装置由相同结构的长条形反射片通过圆滑的螺丝3连接而成，因此，该装置可以在使用时通过反射片和连接螺丝3临时组装，使用完毕后将其拆卸，存放时不会占用太大空间。

扩展性强，本装置可以通过改变反射片和连接的螺丝3的使用数量，满足不同规模的地面采样区需求。例如，2米x2米采样区只需增加反射片和连接螺丝3使用数量即可，50厘米x50厘米采样区只需减少反射片和连接螺丝3数量即可。

安装简单，实测土壤湿度采样时，只需将该装置组装后展开，把长螺丝323***地面即可。

制作简单，仅需要铝合金材料，对其通过螺丝3相连接。

虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。