[發(fā)明專利]基于激光測距的立木胸徑6點測量方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310737264.0
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103697826A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 馬大國;馬巖;姜新波
• 申請（專利權）人: 東北林業(yè)大學
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于林木測量及檢測技術領域，具體涉及一種基于激光測距的立木胸徑6點測量方法。

背景技術

森林蓄積量國家自然資源的重要組成部分，其可為森林資源可持續(xù)發(fā)展和國家林業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的制定提供決策依據。胸徑是立木測定的最基本因子之一，傳統(tǒng)的胸徑測量方法是采用胸徑測量圍尺或輪尺，操作過程易受環(huán)境及人為因素影響，誤差大，作業(yè)中需要人工讀取、記錄數據，而且不便于數據的統(tǒng)計和管理。

北京林業(yè)大學提出了基于光學相似三角形法的立木胸徑測量方法（王典，王建利等，基于光學相似三角形法的立木胸徑測量方法，中國專利：201210451967.2，2013-2-13）和基于激光測距和圖像技術的立木測徑裝置（程朋樂，于文華，基于激光測距和圖像技術的立木測徑裝置，中國專利：201310139213.8，2013-4-22），這兩種方法的共同不足之處是：都默認立木橫斷面為圓形，而實際97.3%立木橫斷面近似為橢圓（馬巖.原木和鋸材建模及求積理論,哈爾濱,東北林業(yè)大學出版社,1996），因此上述兩種方法實際測量中都有可能將橢圓的長徑或短徑作為立木的胸徑，因而造成較大的了測量誤差。

本發(fā)明的特點和技術效果：基于激光測距的立木胸徑6點測量方法相對于傳統(tǒng)檢測默認立木橫斷面為圓形，本發(fā)明采用橢圓形來擬合立木橫斷面更加符合立木橫斷面實際情況，因而本測量方法提高了立木胸徑測量精度。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服上述現有立木胸徑測量方法的不足，提出了一種基于激光測距的立木胸徑6點測量方法，該方法通過6點擬合橢圓的方法來更加方便、精確的測量立木胸徑。

本發(fā)明是通過一下具體技術方案實現的：

本發(fā)明提供一種基于激光測距的立木胸徑6點測量方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一、調節(jié)支撐腿（4）與地面的夾角θ，使在工作臺（1）上安裝的6個激光測距儀（2）處于距地面1.3m高的水平面內，調節(jié)激光測距儀（2）在工作臺（1）上的位置使相鄰的激光光路（3）夾角為60°；

步驟二、分別測得6個激光測距儀（2）與立木表面的距離di(i=1,2,3,4,5,6)；

步驟三、將6個激光測距儀（2）所在圓周的圓心坐標設為原點O（0，0），由于激光測距儀（2）所在的圓周的直徑D為已知，通過D和步驟二測得的di(i=1,2,3,4,5,6)，求得立木（5）表面被測6個點的坐標（x_i,y_i）（i=1,2,3,4,5,6）；

步驟四、對上述所測得的立木（5）表面的6個點采用最小二乘橢圓擬合；

步驟五、擬合所得橢圓長徑和短徑之和的一半即為被測立木（5）的胸徑大小。

附圖說明

圖1為基于激光測距的立木胸徑6點測量方法系統(tǒng)圖；

圖中1.工作臺2.激光測距儀3.激光光路4.支撐腿5.立木6.連接塊

圖2為基于激光測距的立木胸徑6點測量方法檢測原理圖；

圖中1.工作臺2.支架3.激光光路5.立木

具體實施方式

本發(fā)明具體實施方法提供了一種基于激光測距的立木胸徑6點測量方法，所述系統(tǒng)如圖1所示，包括以下步驟：

步驟一、調節(jié)支撐腿（4）與地面的夾角θ，使在工作臺（1）上安裝的6個激光測距儀（2）處于距地面1.3m高的水平面內，調節(jié)激光測距儀（2）在工作臺（1）上的位置使相鄰的激光光路（3）夾角為60°；

步驟二、分別測得6個激光測距儀（2）與立木（5）表面的距離di(i=1,2,3,4,5,6)；

該步驟所測的di(i=1,2,3,4,5,6)如圖2所示。

步驟三、假設6個激光測距儀（2）所在圓周的圓心坐標為原點（0，0），由于激光測距儀（2）所在的圓周的直徑ΦD為已知，通過ΦD和步驟二測得的di(i=1,2,3,4,5,6)，可求得立木（5）表面被測6個點的坐標（x_i,y_i）（i=1,2,3,4,5,6）；

該步驟中被測的6個點的坐標通過下式求得：

步驟四、對步驟三所測得的立木（5）表面的6個點采用最小二乘橢圓擬合；