一种测量装置、测量方法及地表粗糙度测量方法制造方法及图纸

本申请提供一种测量装置、测量方法及地表粗糙度测量方法。该测量装置包括：控制场组件，包括测量架和至少三个控制件，测量架包括相对的第一表面和第二表面，测量架具有贯穿第一表面和第二表面的中空结构；至少三个控制件设置在第一表面上；以及测量组件，测量组件用于对待测区域进行拍摄，进而获取包含控制场组件以及待测区域的测量图像，并将测量图像传输至终端设备，以使终端设备基于测量图像获取所述待测区域的地表粗糙度。通过该方式，在保证经济成本的同时，也能够提供较高的测量精度。此外，通过本申请实施例所提供的控制场组件，使得测量人员无需在测量时花费大量的时间布设控制点，节省了人力物力，提高了外业测量效率。

【技术实现步骤摘要】
一种测量装置、测量方法及地表粗糙度测量方法
本申请涉及地质测量
，具体而言，涉及一种测量装置、测量方法及地表粗糙度测量方法。
技术介绍
地表粗糙度是在一定尺寸的地表上，用以描述地表微地形的随机性或不规则性。地表粗糙度的测量是地物表面包括雪、冰、植被、裸土、以及物质能量平衡和侵蚀过程的关键参数，也是表征土壤水文特征和影响土壤性质的一个重要参数。地表粗糙度的测定可以划分为非接触式和接触式测量。接触式的测量方法主要有测针法、链条法和杆尺法。接触法测量装置成本低，操作简单，但分辨率低的缺点，且容易受地物表面特性影响，接触式测量方法有可能破环原有地物表面特性，且只能获取2维剖面的粗糙度，因此应用受限。非接触式的测量方法包括激光测量、雷达波等方法。非接触式测量方法精度高、自动化程度高。但诸如Lidar(激光雷达)等激光测量方法由于造价较高昂，携带不便等缺点，应用掣肘。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种测量装置、测量方法及地表粗糙度测量方法，以改善“目前的测量地表粗糙度的测量方式存在局限性”的问题。本专利技术是这样实现的：第一方面，本申请实施例提供一种测量装置，包括：控制场组件，包括测量架和至少三个控制件，所述测量架包括相对的第一表面和第二表面，所述测量架具有贯穿所述第一表面和所述第二表面的中空结构；所述至少三个控制件设置在所述第一表面上；所述控制场组件在使用时，所述测量架的第二表面与地面接触，待测区域位于所述测量架的中空区域；以及测量组件，所述测量组件用于对所述待测区域进行拍摄，进而获取包含所述控制场组件以及所述待测区域的测量图像，并将所述测量图像传输至终端设备，以使所述终端设备基于所述测量图像以及所述测量图像上的所述至少三个控制件生成三维点云和数字高程模型，并基于所述三维点云和所述数字高程模型获取所述待测区域的地表粗糙度。本申请实施例提供一种通过摄影测量地表粗糙度的测量装置。该装置包括控制场组件以及测量组件。其中，控制场组件包括测量架和至少三个控制件。测量架具有贯穿第一表面和第二表面的中空结构，至少三个控制件设置在第一表面上。控制场组件在使用时，测量架的第二表面与地面接触，待测区域位于测量架的中空区域。然后通过测量组件对待测区域进行拍摄，获取包含控制场组件以及待测区域的测量图像，然后将测量图像传输至终端设备，以使得终端设备基于测量图像以及测量图像上的至少三个控制件生成三维点云和数字高程模型，并基于三维点云和数字高程模型获取待测区域的地表粗糙度。通过该方式，在保证经济成本的同时，也能够提供较高的测量精度。此外，通过本申请实施例所提供的控制场组件，使得测量人员无需在测量时花费大量的时间布设控制点，节省了人力物力，提高了外业测量效率。结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述测量架包括四个方管；所述四个方管依次首尾连接，形成矩形中空结构。在本申请实施例中，测量架采用四个方管首尾连接，结构简单，且测量架轻巧，便于携带。此外，通过矩形结构的测量架，也便于对其进行拍摄。结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述控制件的数量为8个，8个所述控制件分别设置在所述测量架的第一表面的四个顶端以及所述四个方管的第一表面的中间。在本申请实施例中，通过在矩形的测量架上设置8个对称的控制件，可以有效的提高后续生成三维点云和数字高程模型的精度。结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述四个方管中的相连的两个方管采用可拆卸连接方式。在本申请实施例中，四个方管中相连的两个方管采用可拆卸的连接方式，便于安装和携带。结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述四个方管中的相连的两个方管采用合叶连接。在本申请实施例中，相连的两个方管之间采用合叶连接，使得测量人员在收纳携带时仅需将相对侧的合叶进行拆卸即可，另外两个合叶可以进行翻折，以使两个方管收叠在一起。该方式简单方便，便于测量人员操作。结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述控制件为螺丝；所述测量架上设置有螺孔，所述螺丝与所述螺孔连接，通过调整所述螺丝在所述螺孔中的旋转圈数，能够调节所述螺丝在所述测量架上的高度。在本申请实施例中，控制件为螺丝，测量人员可以通过调整螺丝在测量架的螺孔的旋转圈数，进而设定所需高度，该方式操作简单，便于测量人员根据需求调节。结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述控制件为木棒，所述测量架上设置有通孔，所述木棒与所述通孔连接，通过调整所述木棒在所述通孔中的放置深度，能够调节所述木棒在所述测量架上的高度。在本申请实施例中，控制件为木棒，测量人员可以通过调整木棒在测量架的通孔的放置深度，进而设定所需高度。该方式操作简单，便于测量人员根据需求调节。第二方面，本申请实施例提供一种测量方法，应用于如上述实施例中的测量装置，所述方法包括：将所述测量架的第二表面与地面接触，以使待测区域位于所述测量架的中空区域；将所述测量组件对准所述待测区域，环绕拍摄包含所述控制场组件以及所述待测区域的测量图像；将所述测量图像传输至所述终端设备，以使所述终端设备基于所述测量图像以及所述测量图像上的所述至少三个控制件生成三维点云和数字高程模型；基于所述三维点云和所述数字高程模型获取所述待测区域的地表粗糙度。第三方面，本申请实施例提供一种地表粗糙度测量方法，应用于终端设备，所述终端设备用于获取测量图像，其中，所述测量图像通过上述实施例中的测量装置获得，所述方法包括：基于所述测量图像以及所述测量图像上的至少三个控制件生成三维点云和数字高程模型；基于所述三维点云和所述数字高程模型获取所述测量图像上的待测区域的地表粗糙度。结合上述第三方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述基于所述三维点云和所述数字高程模型获取所述测量图像上的待测区域的地表粗糙度，包括：基于所述三维点云和所述数字高程模型获取所述测量图像上的待测区域的地表起伏高度均方根高度偏差、所述数字高程模型表面积以及所述数字高程模型的投影面积；基于所述待测区域的地表起伏高度均方根高度偏差、所述数字高程模型表面积以及所述数字高程模型的投影面积，获取所述待测区域的地表粗糙度；其中，所述地表粗糙度的计算公式为：其中，ζ表示所述地表粗糙度；h*表示所述待测区域的地表起伏高度均方根高度偏差；As表示所述数字高程模型表面积；Ap表示所述数字高程模型的投影面积。在本申请实施例中，在测量地表粗糙度时，不仅考虑还地表表面积还考虑了地表起伏高度均方根高度偏差，其结果表征了地表起伏大小和粗糙程度，其粗糙度计算结果不会因采样方向不同而改变，改进了以往基于二维剖面测量粗糙度方向依赖性和代表性不足的缺点，进而提高了地表粗糙度测量结果的稳定性和可靠性。第四方面，本申请实施例提供一种地表粗糙度测量装置，应用于终端设备，所述终端设备用于获取测量图像，其中，所述测量图像通过上述实施例中的测量装置获得，所述装置包括：生成模块，用于基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量装置，其特征在于，包括：/n控制场组件，包括测量架和至少三个控制件，所述测量架包括相对的第一表面和第二表面，所述测量架具有贯穿所述第一表面和所述第二表面的中空结构；所述至少三个控制件设置在所述第一表面上；所述控制场组件在使用时，所述测量架的第二表面与地面接触，待测区域位于所述测量架的中空区域；以及/n测量组件，所述测量组件用于对所述待测区域进行拍摄，进而获取包含所述控制场组件以及所述待测区域的测量图像，并将所述测量图像传输至终端设备，以使所述终端设备基于所述测量图像以及所述测量图像上的所述至少三个控制件生成三维点云和数字高程模型，并基于所述三维点云和所述数字高程模型获取所述待测区域的地表粗糙度。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量装置，其特征在于，包括：
控制场组件，包括测量架和至少三个控制件，所述测量架包括相对的第一表面和第二表面，所述测量架具有贯穿所述第一表面和所述第二表面的中空结构；所述至少三个控制件设置在所述第一表面上；所述控制场组件在使用时，所述测量架的第二表面与地面接触，待测区域位于所述测量架的中空区域；以及
测量组件，所述测量组件用于对所述待测区域进行拍摄，进而获取包含所述控制场组件以及所述待测区域的测量图像，并将所述测量图像传输至终端设备，以使所述终端设备基于所述测量图像以及所述测量图像上的所述至少三个控制件生成三维点云和数字高程模型，并基于所述三维点云和所述数字高程模型获取所述待测区域的地表粗糙度。


2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量架包括四个方管；所述四个方管依次首尾连接，形成矩形中空结构。


3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述控制件的数量为8个，8个所述控制件分别设置在所述测量架的第一表面的四个顶端以及所述四个方管的第一表面的中间。


4.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述四个方管中的相连的两个方管采用可拆卸连接方式。


5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述四个方管中的相连的两个方管采用合叶连接。


6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述控制件为螺丝；所述测量架上设置有螺孔，所述螺丝与所述螺孔连接，通过调整所述螺丝在所述螺孔中的旋转圈数，能够调节所述螺丝在所述测量架上的高度。


7.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述控制件为木棒，所述测量架上设置有通孔，所述木棒与所述通孔连接，通过调整所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊峰，陈仁升，韩春坛，宋耀选，
申请(专利权)人：中国科学院西北生态环境资源研究院，
类型：发明
国别省市：甘肃;62