CN103822563A

CN103822563A - 一种角距三点测算树木任意高度处直径的方法

Info

Publication number: CN103822563A
Application number: CN201410076385.XA
Authority: CN
Inventors: 冯仲科; 高超; 曹忠
Original assignee: Beijing Forestry University
Current assignee: Beijing Forestry University
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2014-05-28

Abstract

本发明公开了一种角距三点测算树木任意高度处直径的方法，本发明是关于森林资源调查的方法，它属于一种远距离或不可到达处的树木直径测算方法。其特征在于：首先利用仪器瞄准待测立木，沿待测立木树干任意高度处水平位置测量该高度处任意三点的斜距S1，S2，S3、方位角T1，T2，T3以及倾角α1，α2，α3；其次利用数模计算出平距L并计算三点相对坐标A(x1，y1)，B(x2，y2)，C(x3，y3)；然后利用三点坐标确定该高度树干中心坐标O；最后通过数模计算该高度处树木直径。本方法充分利用了仪器精度高、灵活以及远距离获得测量数据的特点，降低了外业调查的难度及成本，提高了森林资源利用率，为林业采伐提供了理论依据和数掘支持。实验证明，本方法可以准确获得树木任意处直径。

Description

一种角距三点测算树木任意高度处直径的方法

一、技术领域

本发明是关于森林资源调查的方法，特别是一种角距三点测算树木任意高度处直径的方法。

二、技术背景

树木直径是森林调查的重要基础信息之一，通过传统方法来测定这些数据会给我们带来限制条件多、操作繁琐甚至难以实现测量等不便。我国目前木材需求量很大，需要大量的森林采伐提供木材，一些未达到成材规格的树木也被一同采伐，主要原因就是不能有效的确定木材所需的小头直径，造成木材资源的浪费，对我国森林资源的损伤太大，不符合我们保护生态环境，实现可持续发展的宗旨。

随着测绘技术的成熟和普及，一些测绘仪器的高精度、低成本的优点逐渐应用于各行各业，在测树中的应用，不仅提高了测树速度、精度和效率。更重要的是使得一些不可人力到达林区的测树工作得以实现，不对林木有任何损害就可以自动、准确的获取测树因子。本方法就是在这样的背景下产生的。

三、发明内容

本发明的目的是在不伐倒、不破坏树木的原则下或在不可到达区域精确获取树干的胸径、任意高度处直径等测树因子并且实现观测自动化、，数据采集自动化、数据存贮通讯自动化、树木任意高度处直径计算自动化。

主要发明内容：

①一种只需测量树干任意高度处任意三点的角度和距离就可以计算该高度处的树干直径的方法。

②任意处树干直径和高度的获取。

本发明具有以下优点：

(1)大大提高了相关数据的精度，由于本研究采用了高精度测绘仪器——电子经纬仪作为数掘采集工具，较传统测树方法精度有数量级的提高，这样获得的数掘作为测树因子数据来源，必然大大提高这些数据的精度；

(2)显著提高森林资源调查的工作效率，传统的森林资源调查中，调查数据需要笔记，并配合计算器进行计算，工序繁琐。本研究开发了配套的测树软件，可以实现数据的实时采集、处理和保存，大大提高了野外工作的自动化程度；

(3)实现了对树木的无损伤测量，传统方法对小班标准木通常都采取做解析木的途径，工作繁琐，且对森林造成伤害。通过电子经纬仪和胸径尺，不用伐倒林木和爬树，不对林木有任何损害就可以自动、实时获取测树因子。这对于当前我国正大力推行的森林可持续经营政策显得尤为重要。

四、附图说明

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

图1，图2为本发明原理及操作过程示意图。

五、具体实施方式

首先利用仪器瞄准待测立木，沿待测立木树干任意高度处水平位置测量该高度处任意三点的斜距S₁，S₂，S₃、方位角T₁，T₂，T₃以及倾角α₁，α₂，α₃；其次利用数模计算出平距L并计算三点相对坐标A(x1，y1)，B(x2，y2)，C(x3，y3)；然后利用三点坐标确定该高度树干中心坐标O；最后通过数模计算该高度处树木直径。具体步骤如下：

(1)安置好仪器，定为坐标原点，瞄准待测立木树干任意高度处水平位置确定观测目标；

(2)用仪器测量该高度处任意三点的斜距S₁，S₂，S₃，方位角T₁，T₂，T₃以及倾角α₁，α₂，α₃；

(3)通过数模①L＝S·cosα求得测量点(坐标原点)与测量点之间的平距L，通过数模②x＝L·sinT，y＝L·cosT求得目标三点的相对坐标A(x1，y1)，B(x2，y2)，C(x3，y3)；

(4)利用A(x1，y1)，B(x2，y2)，C(x3，y3)三点坐标，计算出AB中点E(x1+x2/2，y1+y2/2)BC中点F(x2+x3/2，y2+y3/2)

通过数模③

[\begin{matrix} K_{1} = - (x 2 - x 1) / (y 2 - y 1), \\ K_{2} = - (x 3 - x 2) / (y 3 - y 2), \\ y - Ey = K_{1} (x - Ex), \\ y - Fy = K_{2} (x - Fx), \end{matrix}]

计算出树干中心O的坐标(x，y)

(5)最后利用数模④

D＝2R即为该高度处树木的直径。

Claims

1.一种角距三点测算树木任意高度处直径的方法，其特征是：首先利用仪器瞄准待测立木，沿待测立木树干任意高度处水平位置测量该高度处任意三点的斜距S₁，S₂，S₃、方位角T₁，T₂，T₃以及倾角α₁，α₂，α₃；其次利用数模计算出平距L并计算三点相对坐标A(x1，y1)，B(x2，y2)，C(x3，y3)；然后利用三点坐标确定该高度树干中心坐标O；最后通过数模计算该高度处树木直径。

2.根据权利要求1所述的一种角距三点测量树木任意高度处直径的方法，其特征中利用A(x1，y1)，B(x2，y2)，C(x3，y3)确定树干中心坐标并通过数模计算出树干直径的方法如下：(1)安置好仪器，定为坐标原点，瞄准待测立木树干任意高度处水平位置确定观测目标；(2)用仪器测量该高度处任意三点的斜距S₁，S₂，S₃，方位角T₁，T₂，T₃以及倾角α₁，α₂，α₃；

通过数模③

\{\begin{matrix} K_{1} = - (x 2 - x 1) / (y 2 - y 1), \\ K_{2} = - (x 3 - x 2) / (y 3 - y 2), \\ y - Ey = K_{1} (x - Ex), \\ y - Fy = K_{2} (x - Fx), \end{matrix}

计算出树干中心O的坐标(x，y)

(5)最后利用数模④

D＝2R即为该高度处树木的直径。