[發明專利]一種目標位置、樹高和直徑的測量方法及測量系統

有效

• 申請號: 201510480720.7
• 申請日: 2015-08-09
• 公開（公告）號: CN105136107B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 曠天水
• 申請（專利權）人: 曠天水
• 主分類號: G01C3/22
• 分類號: G01C3/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種目標位置、樹高和直徑的測量方法及測量系統，涉及目標定位及森林調查技術領域。本發明針對現有技術中目標位置、樹木高度和直徑測量中的技術缺陷，采用兩個瞄準裝置同時瞄準目標的方法來測量目標的相對位置，相對位置還可轉換為相對坐標和絕對坐標，如果目標是樹木，則在兩個瞄準裝置分別瞄準樹基的同時其連線瞄準樹稍，量測相關角度和長度就可得到樹木的位置、樹高和指定樹高部位的直徑。本發明同時公開了實現上述方法的測量系統。本發明可在測點處完成每株樹木位置、樹高和直徑的測量，還可用于土地面積測量，測量結果精度高，極大地減輕了森林資源調查的勞動強度和工作量、提高了工作效率和測量精度，可取代現有的標準地調查法。

技術領域

本發明涉及目標定位及森林調查技術領域，特別是涉及一種目標位置、樹高和直徑的測量方法及測量系統。

背景技術

目前，測量目標位置的常用方法是衛星定位系統。衛星定位系統能實現定位裝置自身的定位，但在很多應用場合，不僅需要獲得定位裝置的自身定位信息，而且需要此裝置周圍的物體的定位信息。當然也有一些關于目標定位的專利，比如公告號CN103017740B的一種利用視頻監控裝置對監控目標的定位方法及定位系統，其技術方案是控制兩個與監控目標不在同一條直線上的視頻監控裝置同時監控所述的監控目標，但這需要兩個視頻監控裝置均包含GPS模塊測出測點的絕對位置，而且由于GPS的定位精度原因，計算出的位置精度不是很高，不適用于立木測量，也不適合隨身攜帶使用。

在森林資源調查中，樹高是非常重要的因子，樹高的測量一直是一個難以解決的問題，實際工作中通常采用目估法或測高器測高。目估法與個人的經驗密切相關，測量精度毫無保障。測高器目前最常用的是布魯萊斯（Blume-Leiss)測高器。用布魯萊斯測高器測量樹高時，要求在每測一株立木的高度之前，必須首先用輔助工具量測出一個標準長度的水平距離（15、20、30或40m)。森林中受地形、坡度、林下植被、林分密度等因素的限制，標準水平距離的量測很不方便或者非常艱難，即使測出了標準水平距離，由于林冠的遮擋，往往又看不到樹梢，因此，布魯萊斯測高器在地形復雜、密度稍大的森林中或者要測量很多立木的高度時是不適用的或者低效率的。還有克里斯屯（Christen) 測高器，克里斯屯測高器需要在樹前放置配合測量的標桿作為輔助工具，而且讀數刻度隨樹高的增加而逐漸變密，測量誤差較大，當樹高達15m以上時，克里斯屯測高器已很難讀數，所以，目前在測高工作中已基本淘汰。鑒于上述原因，發明一種簡單實用、不需量測水平距離、不用在樹前放置配合測量的標桿、可任意選擇測點的測高器便成了該領域林業工作者多年來一直追求的目標，在測高的同時最好還能測出水平距離。為了達此目標，人們相繼發明了各種各樣的測高器，但是，終究因為實用性不高，而未能替代布魯萊斯測高器的地位。公布號為CN102183236A的一種測量樹高的裝置能方便實現樹高的測量，但由于是機械式，瞄準操作不便，精度不高，也不能測水平距離。

在森林資源調查中，樹木的直徑也是非常重要的因子，其中最重要的是胸徑，當然其它直徑比如樹干中部直徑也很重要，可用于計算形率和形數，進而計算樹木蓄積，但由于測量十分不便，目前在實際工作中幾乎不使用。胸徑是立木胸高部位直徑的簡稱，它是立木測定的最基本因子之一。采用胸徑圍尺及胸徑卡尺的方法在測量時要求測量人員要站在被測立木邊上，測量精度較低，不可及的林木則無法測量，同時需要記錄大量的測量數據，勞動強度較大，且對于徑級較大的立木，測量難度較大，傳統測量方法是用圍尺、輪尺等測量胸徑，然后再手工記錄數據。顯然，傳統的方法越來越不適應林業資源調查信息化、精準化和實時動態化存儲數據等要求。

林分蓄積調查方法目前常用的是標準地法，該方法要求測量一定面積范圍內的每株林木的胸徑，如果用二維材積表則還要測量樹高，通常為面積1畝的正方形，用羅盤儀測定該正方形的邊界并標記后再到每株立木的旁邊進行每木檢尺，工作量非常大，勞動強度大，同時也容易遺漏或重復，而且因樹高測量非常不便，通常只測胸徑一個因子，計算出的蓄積誤差較大。