本發(fā)明涉及水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測，特別是涉及一種沉水植被自動(dòng)探測拍攝系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
1、當(dāng)前，公眾對健康水生態(tài)環(huán)境的渴望日益增長，相關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)對水生態(tài)保護(hù)的重視程度亦顯著增加。沉水植被作為水體生態(tài)的關(guān)鍵組成部分，其狀態(tài)直接關(guān)系到水質(zhì)凈化、生物多樣性和生態(tài)平衡。因此，對沉水植被進(jìn)行有效監(jiān)測不僅是水生態(tài)保護(hù)的基石，也是合理利用水資源和維護(hù)生態(tài)健康的必要條件。
2、然而，沉水植被的監(jiān)測面臨諸多挑戰(zhàn)。不同于陸地植被，水下環(huán)境的復(fù)雜性使得沉水植被的直接觀測與記錄變得困難。以往，沉水植被的調(diào)查多依賴于采樣或者潛水員的人工觀察或使用水下攝像裝備，這些方法不僅耗費(fèi)大量人力物力，而且受到時(shí)間和空間的嚴(yán)格限制：實(shí)地實(shí)行的操作困難；流程較為繁瑣，效率較低；使用人工觀察，安全性難以得到保障；環(huán)境復(fù)雜，應(yīng)用范圍狹窄。此外，人工監(jiān)測往往受主觀因素影響，數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性難以保障。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)問題，提供一種沉水植被自動(dòng)探測拍攝系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)水下環(huán)境的高效采集，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對于沉水植被覆蓋度的計(jì)算、沉水植被的種類分析與底部沉積物即沉水植被的生存環(huán)境的分析。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
3、一種沉水植被自動(dòng)探測拍攝系統(tǒng)，包括：水下拍攝裝置和水上漂浮動(dòng)力裝置，其中，所述水下拍攝裝置放置于水下，用于對沉水植被進(jìn)行拍攝，獲取圖像信息；所述水上漂浮動(dòng)力裝置設(shè)置于水面，用于控制所述水下拍攝裝置的放置位置，并存儲(chǔ)所述圖像信息；所述水下拍攝裝置和水上漂浮動(dòng)力裝置通過纜索固定。
4、可選地，所述水下拍攝裝置包括控制模塊、拍攝模塊和照明模塊，所述水上漂浮動(dòng)力裝置包括超聲測距模塊、控制動(dòng)力模塊、gps模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸模塊，其中，所述控制模塊分別與所述拍攝模塊、照明模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸模塊電連接，所述拍攝模塊與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸模塊電連接，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸模塊與所述超聲測距模塊、控制動(dòng)力模塊、gps模塊電連接。
5、可選地，所述水下拍攝裝置包括保護(hù)框架，以及設(shè)置于所述保護(hù)框架外的保護(hù)罩、伸縮桿、控制面和支撐腳，設(shè)置于所述保護(hù)框架內(nèi)的載板，其中，所述伸縮桿和支撐腳通過所述控制面固定，所述控制模塊、拍攝模塊和照明模塊均固定安裝于所述載板上。
6、可選地，所述水上漂浮動(dòng)力裝置包括漂浮動(dòng)力船體和控制面板，所述超聲測距模塊固定在所述漂浮動(dòng)力船體的底部，所述控制動(dòng)力模塊固定在所述漂浮動(dòng)力船體的尾部和底部，所述gps模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸模塊固定在所述控制面板上。
7、可選地，所述系統(tǒng)還包括供電模塊，所述供電模塊用于為所述水下拍攝裝置和水上漂浮動(dòng)力裝置進(jìn)行供電。
8、為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種沉水植被自動(dòng)探測拍攝方法，包括：
9、設(shè)置樣帶和所述樣帶上的若干樣方，通過gps模塊和控制動(dòng)力模塊控制漂浮動(dòng)力船體到達(dá)樣方所在位置；
10、通過超聲測距模塊獲取距水底的距離，基于所述距離下放纜索，將水下拍攝裝置放至水下；
11、控制模塊控制拍攝模塊和照明模塊進(jìn)行工作，獲取水底圖像，并將所述水底圖像發(fā)送至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸模塊判斷清晰度，若清晰度符合預(yù)設(shè)要求，則回收纜索，行進(jìn)至下一樣方，再次進(jìn)行水底圖像采集，直至整條樣帶采集完畢。
12、可選地，通過gps模塊和控制動(dòng)力模塊控制漂浮動(dòng)力船體到達(dá)樣方所在位置包括：
13、獲取樣帶及若干樣方的坐標(biāo)值；
14、所述gps模塊基于所述坐標(biāo)值計(jì)算前進(jìn)路徑和停泊位置，將所述前進(jìn)路徑和停泊位置發(fā)送至所述控制動(dòng)力模塊，控制所述漂浮動(dòng)力船體的前進(jìn)和停止。
15、可選地，基于所述距離下放纜索，將水下拍攝裝置放至水下包括：
16、基于所述距離下放相應(yīng)長度的纜索，同時(shí)所述控制模塊控制伸縮桿伸出預(yù)設(shè)長度，將所述水下拍攝裝置放置于水底；
17、再通過所述控制模塊啟動(dòng)照明模塊和拍攝模塊的工作，進(jìn)行水底圖像的采集，若判斷所述水底圖像的清晰度不符合預(yù)設(shè)要求，則調(diào)整所述伸縮桿的伸出長度和照明模塊的照明亮度，直至所采集的水底圖像的清晰度符合預(yù)設(shè)要求。
18、本發(fā)明的有益效果為：
19、(1)本發(fā)明由水上漂浮動(dòng)力裝置前進(jìn)、水下拍攝裝置拍攝，不用人工觀察，安全性得以保障。gps模塊與超聲測距模塊的集成，確保了系統(tǒng)的精準(zhǔn)定位與安全操作，避免了誤操作導(dǎo)致的設(shè)備損壞。
20、(2)本發(fā)明伸縮桿與支撐腳的設(shè)計(jì)，結(jié)合照明模塊的可調(diào)亮度，使系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同深度和光照條件下的水下環(huán)境，拓寬了系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。
21、(3)本發(fā)明的自動(dòng)化拍攝與探測過程大大減少了人力需求，避免了人工操作可能帶來的誤差；gps模塊與超聲測距模塊的集成，確保了系統(tǒng)的精準(zhǔn)定位，提高了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和一致性。高效的數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)機(jī)制確保了大量圖像資料的即時(shí)可用性，加速了后續(xù)分析的進(jìn)程。
22、(4)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對于沉水植被覆蓋度的計(jì)算、沉水植被的種類分析與底部沉積物即沉水植被的生存環(huán)境的分析，采取自動(dòng)探測和機(jī)器分析的方法，替代原有的人工采樣或者潛水員的人工觀察或使用水下攝影設(shè)備，實(shí)地實(shí)行操作簡單。
23、(5)本發(fā)明通過照片直接分析沉水植被覆蓋度、種類及其生存環(huán)境，簡化了人工采樣或者潛水員人工觀察的繁瑣流程，提高效率。
1.一種沉水植被自動(dòng)探測拍攝系統(tǒng)，其特征在于，包括：水下拍攝裝置和水上漂浮動(dòng)力裝置，其中，所述水下拍攝裝置放置于水下，用于對沉水植被進(jìn)行拍攝，獲取圖像信息；所述水上漂浮動(dòng)力裝置設(shè)置于水面上，用于控制所述水下拍攝裝置的放置位置，并存儲(chǔ)所述圖像信息；所述水下拍攝裝置和水上漂浮動(dòng)力裝置通過纜索固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉水植被自動(dòng)探測拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述水下拍攝裝置包括控制模塊、拍攝模塊和照明模塊，所述水上漂浮動(dòng)力裝置包括超聲測距模塊、控制動(dòng)力模塊、gps模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸模塊，其中，所述控制模塊分別與所述拍攝模塊、照明模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸模塊電連接，所述拍攝模塊與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸模塊電連接，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸模塊與所述超聲測距模塊、控制動(dòng)力模塊、gps模塊電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沉水植被自動(dòng)探測拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述水下拍攝裝置包括保護(hù)框架，以及設(shè)置于所述保護(hù)框架外的保護(hù)罩、伸縮桿、控制面和支撐腳，設(shè)置于所述保護(hù)框架內(nèi)的載板，其中，所述伸縮桿和支撐腳通過所述控制面固定，所述控制模塊、拍攝模塊和照明模塊均固定安裝于所述載板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沉水植被自動(dòng)探測拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述水上漂浮動(dòng)力裝置包括漂浮動(dòng)力船體和控制面板，所述超聲測距模塊固定在所述漂浮動(dòng)力船體的底部，所述控制動(dòng)力模塊固定在所述漂浮動(dòng)力船體的尾部和底部，所述gps模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸模塊固定在所述控制面板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉水植被自動(dòng)探測拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括供電模塊，所述供電模塊用于為所述水下拍攝裝置和水上漂浮動(dòng)力裝置進(jìn)行供電。
6.一種沉水植被自動(dòng)探測拍攝方法，其特征在于，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的沉水植被自動(dòng)探測拍攝方法，其特征在于，通過gps模塊和控制動(dòng)力模塊控制漂浮動(dòng)力船體到達(dá)樣方所在位置包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的沉水植被自動(dòng)探測拍攝方法，其特征在于，基于所述距離下放纜索，將水下拍攝裝置放至水下包括：