[發明專利]一種電子經緯儀立木材積精準測算方法

有效

• 申請號: 201310122017.X
• 申請日: 2013-04-10
• 公開（公告）號: CN103256906B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 馮仲科;曹忠;高原;高超;馮澤邦;馮澤民;于東海;邱梓軒;劉金成
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00;G01C1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明是關于森林資源調查的方法，特別是關于一種立木材積精準測算的方法。

二、技術背景

樹干材積是森林調查的重要基礎信息之一，通過傳統方法來測定這些數據會給我們帶來測量精度不高、限制條件多、操作繁瑣等不便。中國目前有幾千個林場，每十年進行一次二類調查，這樣每次就要伐倒近30萬棵樹來重新修訂材積表。這種伐倒立木后然后利用區分求積式求算立木材積的方法雖然精度比較高，但對我國森林資源的損傷太大，不符合我們保護生態環境的宗旨。

隨著測繪技術的成熟和普及，電子經緯儀以其高精度、低成本的優點逐漸應用于各行各業。電子經緯儀在測樹中的應用，不僅提高了測樹速度、精度和效率。更重要的是不用伐倒林木和爬樹，不對林木有任何損害就可以自動、實時獲取測樹因子。本方法就是在這樣的背景下產生的。

三、發明內容

本發明的目的是在不伐倒、不破壞樹木的原則下精確獲取樹桿的胸徑、上部直徑、任意處高度等測樹因子并且實現觀測自動化、，數據采集自動化、數據存貯通訊自動化、單株木材積計算自動化。

主要發明內容：

①一種只需測量胸徑、地徑、胸徑以上任意處樹干的水平夾角和天頂距、以及樹頂天頂距就可以精確計算立木材積的方法。

②任意處樹干直徑和樹高的獲取。

③樹高及材積計算模型建立。

本發明具有以下優點：

(1)大大提高了相關數據的精度，由于本研究采用了高精度測繪儀器——電子經緯儀作為數據采集工具，較傳統測樹方法精度有數量級的提高，這樣獲得的數據作為測樹因子數據來源，必然大大提高這些數據的精度；

(2)顯著提高森林資源調查的工作效率，傳統的森林資源調查中，調查數據需要筆記，并配合計算器進行計算，工序繁瑣。本研究開發了配套的測樹軟件，可以實現數據的實時采集、處理和保存，大大提高了野外工作的自動化程度；

(3)實現了對樹木的無損傷測量，傳統方法對小班標準木通常都采取做解析木的途徑，工作繁瑣，且對森林造成傷害。通過電子經緯儀和胸徑尺，不用伐倒林木和爬樹，不對林木有任何損害就可以自動、實時獲取測樹因子。這對于當前我國正大力推行的森林可持續經營政策顯得尤為重要。

四、附圖說明

下面結合附圖和實例對本發明進一步說明。

圖1為本發明操作過程示意圖。圖2為本發明斜距測量原理示意圖。圖3為本發明樹干材積分段計算原理示意圖。

五、具體實施方式

首先利用胸徑尺測量立木地徑和1.3米處直徑，其次利用電子經緯儀測量樹干1.3米處直徑至樹頂的水平夾角和天頂距，最后使用區分求積法計算立木材積，具體步驟如下：

(1)使用胸徑尺測量地徑d₀，樹高1.3處直徑d₁；

(2)安置電子經緯儀，從樹高1.3米處至樹頂按順序依次分段瞄準樹干邊緣，獲取電子經緯儀望遠鏡視線瞄準立木左沿、右沿時的水平夾角α₁，α₂，…，α_i，…，α_n-1，α_n和瞄準立木右沿時的天頂距γ₁，γ₂，…，γ_i，…，γ_n-1，γ_n，其中下角標i為分段號；

(3)通過數模①H＝L·[tan(90°-γ_n)-tan(90°-γ₁)]+1.3求得樹高H，其中平距L通過數模②求得；通過數模③h_i＝L·[tan(90°-γ_i)-tan(90°-γ_i-1)](i＝2，3，…，n)求得樹干任意處分段高度；通過數模④求得任意處直徑D_i；

(4)通過數模⑤求得立木材積V。