[發明專利]傻瓜式樹木電子測高儀及其數據采算策略

在審

• 申請號: 201910825272.8
• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號: CN110440702A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 李建華;謝曉宇;倪瑞強
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種傻瓜式樹木電子測高儀及其數據采算策略。三鍵，是指該種測高儀上安裝有專用的梢角鍵、干距鍵和基角鍵，數據采算策略是為本發明三鍵式樹木電子測高儀專門設計的工作策略。采用本發明測高，由于在測量過程中，梢角、干距、基角參數允許進行單獨的即刻重測更新，而且三參數的先后測量順序也不受限制，因此不僅增加了測量過程的靈活性，而且也大大減少了整體返工的次數，這對進一步提高工作效率，增強測高結果的可靠性具有重要意義。不僅如此，本發明操作簡單，一學就會，因此可作為傳統樹木電子測高儀的更新換代產品推廣使用。

技術領域

本發明屬于樹木電子測高技術領域，具體說是一種方便森林條件下使用的傻瓜式樹木電子測高儀及其數據采算策略。

背景技術

森林調查離不開對樹木高度的測定，在該項工作中，除一些樹干低矮的幼樹可用標桿測量外，大部分情況下需要用到專業的樹木測高儀。目前，林業上使用的測高儀無論是機械式的還是電子式的，都是依據三角關系中的正切定理設計而成，其基本原理及算法是h＝Ltanα(圖6)，通用原理及算法為h＝L(tanα+tanβ)(圖7)。之所以通用算法中多了一個β角參數，是因為圖6只是一種理想狀態，而實際情況中，人們不可能像圖6那樣趴在水平地面上測量；由于山高林密、地面不平，最恰當的測法只能是如圖7所示，讓視平線將樹高h分割成h₁和h₂兩部分來分別測定，最后再通過h₁+h₂的方法計算后得出樹木的全高h。

作為樹木測高的理論基礎和實踐依據，上述方法和過程目前已被集成了激光測距、角傳感和程序計算在內的樹木電子測高儀一機實現。使用樹木電子測高儀測高時，只要用儀器分別瞄視樹梢、樹干和樹基并按下按鍵采入數據后，樹高值便會通過顯示屏直接顯示出來，因此可以說，樹木電子測高儀是一種快速高效、面向未來的測樹儀器。但是，雖然樹木電子測高儀科技優勢明顯，其產品面世也已十年有余，但從行業推廣應用情況來看卻十分緩慢。到目前為止，全世界森林調查領域約80％還在使用傳統的機械式勃魯萊測高儀，而電子測高儀的使用數量相對較少。究其原因，主要是因為過去在樹木電子測高儀的設計制造中都是只注重原理、外觀和電路設計，而在用戶感受、方便性、可靠性方面缺少對策研究，進而導致基層調查人員對該類儀器缺乏信任，不愿使用的緣故。

從用戶角度來看，目前樹木電子測高儀產品急需解決的問題主要有兩個方面：

1.操作方法簡單明了問題，也就是是否使用方便的問題。圖7為樹高測量通用模式圖，其中h＝L(tanα+tanβ)[注：當β采用負數表示時，該公式應寫為h＝L(tanα-tanβ)，這在編寫運算程序時應特別注意]，可以看出：要測出樹高h，必須首先解決L、α、β三個基本參數的測量問題，而三個參數的數學關系是固定的，只有科學設置按鍵并采用相應的數據采集策略編制程序，才能讓儀器具有良好的操作性，否則，該儀器看上去先進，實際上在樹木測高中是不實用的或者說是低效率的。

2.對可疑值能夠實現即刻剔除、重測、更新的問題，也就是可靠性問題。在測高過程中，如果L、α、β三個自變量參數中任何一個測值被認為是不可靠的，當然其樹高結果h也是不可靠的，這時最好的方法是現場即刻重測。參數不可靠可能來自于如下方面：(1)森林中灌草、樹葉遮擋導致激光信號提前折返，進而使L測值偏小；(2)測量按鍵質量不佳導致數據漏輸或重輸；(3)手持抖動導致測角誤差偏大等等。現有測高儀數據采集是單鍵操作順序化工作的，不具備中間可疑數據的獨立更新能力，只能從頭再來，這不僅影響工作效率，而且返工次數一多會助長“湊合用”的思想，進而會給測定結果的可靠性帶來隱患。本方案正是在上述背景技術下提出的。

發明內容

為解決上述問題，本發明公開了一種傻瓜式樹木電子測高儀及其數據采算策略。新測高儀上創新性設計有三個專門用來采集過程參數的重要按鍵。新測高儀配合專用的數據采算策略編程后形成儀器整體。