[發(fā)明專利]一種森林固定樣地攝影測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510060554.5
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104613940B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮仲科;楊立巖;祁曼
• 申請（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種森林固定樣地攝影測量方法，利用定焦數(shù)碼相機，在兩個固定觀測點對森林固定樣地任意攝影，在攝影視場內(nèi)樹立豎直花桿的輔助下，通過對樣地數(shù)碼相片解析獲取樣地內(nèi)每株樣木的坐標(biāo)、胸徑、樹高、材積及樣地林分蓄積量的測算。

二、背景技術(shù)

森林資源調(diào)查過程中樣木的坐標(biāo)、胸徑、樹高、材積及樣地林分蓄積量是重要的調(diào)查因子，目前使用的量測方式屬于接觸式測量，由于地形、林下灌木的影響，量測樣地內(nèi)每株樣木的各個因子費時費力，需要一人量測，一人記錄，人力物力成本較高，測量效率低，同時獲取的數(shù)據(jù)解算過程復(fù)雜，內(nèi)業(yè)處理計算量大。

因此，在森林資源調(diào)查過程中采用傳統(tǒng)儀器測定林分步驟繁復(fù)，不可避免地增大了誤差。本發(fā)明旨在任意地形條件下，利用定焦數(shù)碼相機任意攝影，在攝影視場內(nèi)樹立豎直花桿，通過對樣地數(shù)碼相片解析，實現(xiàn)樣地內(nèi)每株樣木的坐標(biāo)、胸徑、樹高、材積及樣地林分蓄積量的測算，量測速度快，方便快捷，人力物力需求少。全面提升了內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的速度，智能化程度。

三、發(fā)明內(nèi)容

為了克服傳統(tǒng)方法測量樣木胸徑、樹高存在數(shù)據(jù)獲取周期長，效率低，精度差的缺點，提高效率與精度，縮短周期，本發(fā)明的目的是提供一種普通數(shù)碼相機正直攝影森林計測方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

1.沿樣地對角線方向設(shè)計攝影基線，S₁和S₂為基線方向上的兩個觀測點，S₁和S₂分別在樣地中心點O的兩側(cè)且與O點的距離相等，兩個觀測點之間水平距離為2m；

2.在S₁點上安置定焦數(shù)碼相機，瞄準樣地對角線方向的A點，拍攝一張像片，然后，順時針方向轉(zhuǎn)動相機，依次拍攝像片，其中，定焦數(shù)碼相機視場角為β，每次攝影順時針轉(zhuǎn)動水平角度為β-5°，總攝影次數(shù)另外，每次拍攝過程中，都要在攝影視場角內(nèi)樹立一豎直花桿；

3.在S₂點上安置定焦數(shù)碼相機，按照相機安置在S₁點的拍攝方法，拍攝N張像片；

4.根據(jù)任意角度攝影測量解析方法，對在S₁和S₂兩點上的同一方向攝影的像片組成的立體像對進行解析計算，獲取樣地內(nèi)每株樣木的坐標(biāo)(x，y，z)，胸徑D，樹高H和材積V以及樣地的林分蓄積量W。

本項發(fā)明與現(xiàn)有方法相比具有以下優(yōu)點：

①利用定焦數(shù)碼相機任意攝影測量方式，拍攝樣地內(nèi)樣木數(shù)碼像片，即可量測樣木坐標(biāo)、胸徑、樹高、材積及樣地林分蓄積量，大大減輕測量作業(yè)強度。

②針對森林固定樣地調(diào)查測算設(shè)備落后方法繁復(fù)等問題，利用任意攝影測量方式，實現(xiàn)森林固定樣地調(diào)查快捷、方便、適用性強的測算模式。

四、附圖說明

圖1為本發(fā)明測量原理圖。

五、具體實施方式：

(1)在任意地形條件下，首先選擇一塊20m×20m的固定樣地，沿樣地對角線方向設(shè)計攝影基線，如圖沿AC設(shè)計攝影基線，S₁和S₂為基線方向上的兩個觀測點，S₁和S₂分別在樣地中心點O的兩側(cè)且與O點的距離相等，兩個觀測點之間水平距離為2m，另外，在攝影視場內(nèi)任意位置設(shè)置1根紅白等距相間的花桿作為測量參照對象；

(2)在保證任意攝影條件下，使用定焦數(shù)碼相機拍攝兩張張樣地數(shù)碼像片；

(3)在固定點S₁點上安置定焦數(shù)碼相機，瞄準樣地對角線方向的A點，拍攝一張數(shù)碼像片，然后，順時針方向轉(zhuǎn)動相機，依次拍攝像片，其中，定焦數(shù)碼相機視場角為β，每次攝影順時針轉(zhuǎn)動水平角度為β-5°，總攝影次數(shù)

(4)在如圖距S₁點2m的S₂點上安置定焦數(shù)碼相機，按照相機安置在S₁點的拍攝方法，同樣拍攝N張像片；

(5)根據(jù)任意角度攝影測量解析方法，對在S₁和S₂兩點上的同一方向攝影的像片組成的立體像對進行解析計算，利用攝影測量解析公式解算出樣地內(nèi)每株樣木的坐標(biāo)(x_i，y_i，z_i)，根據(jù)樣地內(nèi)每株樣木1.3米處左右切點的物方X坐標(biāo)值(X_i，1.3左，X_i，1.3右)，利用數(shù)模①D_i＝X_i，1.3左-X_i，1.3右解算胸徑D，利用數(shù)模②H_i＝Z_i頂-Z_i底解算出樹高H，利用二元材積模型解算每株立木的材積V，固定樣地面積為S，利用數(shù)學(xué)模型③解算得到樣地的林分蓄積量W。