專利名稱：一種喀斯特森林群落監(jiān)測(cè)樣地的測(cè)量標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及森林群落監(jiān)測(cè)中樣地的測(cè)量標(biāo)定方法，具體涉及喀斯特森林群落監(jiān)測(cè)樣地的測(cè)量標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
在森林群落監(jiān)測(cè)中，通常需要將ー塊形狀為長(zhǎng)方形或正方形、面積幾公頃甚至數(shù) 十公頃的樣地從連續(xù)分布的森林中比較精確地測(cè)量出來，并將測(cè)量出來的樣地繼續(xù)劃分為大量IOmX IOm或20mX 20m的網(wǎng)格樣方，標(biāo)定出每個(gè)樣方的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，然后才能開展后續(xù)的調(diào)查和監(jiān)測(cè)工作。傳統(tǒng)的森林羅盤測(cè)量方法在測(cè)量這種大型樣地時(shí)精度很難達(dá)到要求，目前一般采用全站儀進(jìn)行放樣測(cè)量和標(biāo)定。喀斯特地貌是指可溶性巖石受水的溶蝕作用和伴隨的機(jī)械作用所形成的各種地貌，在中國(guó)西南的廣西、貴州、云南、四川等地廣泛分布有喀斯特地貌?？λ固氐孛驳奶攸c(diǎn)是小地形十分復(fù)雜，巖石出露面積大，而且由于存在水土滲漏作用，即使有土壌分布的地方，其土層也比較淺薄和松散。由于存在這些特殊性，喀斯特森林群落樣地的測(cè)量面臨很多困難，其中之一就是控制點(diǎn)的埋樁標(biāo)記問題。傳統(tǒng)的控制點(diǎn)埋樁方法通常是將ー顆鋼釘或直徑Icm左右的一小段木頭扎入土壤中進(jìn)行標(biāo)記，但這種埋樁標(biāo)記方法在喀斯特森林測(cè)量中存在兩個(gè)問題，ー是在喀斯特森林中很難找到有土壤而附近又沒有大樹分布的地方；ニ是由于土層淺薄松散，扎入的鋼釘或木頭很容易發(fā)生移動(dòng)，從而給測(cè)量帶來極大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供ー種喀斯特森林群落監(jiān)測(cè)樣地的測(cè)量標(biāo)定方法，采用該方法可有效提高喀斯特森林群落監(jiān)測(cè)樣地的測(cè)量標(biāo)定的精度。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案ー種喀斯特森林群落監(jiān)測(cè)樣地的測(cè)量標(biāo)定方法，包括以下步驟I)通過踏查及查閱地形圖，確定樣地四條邊線的走向及四個(gè)角點(diǎn)的大致位置，以西南方向角點(diǎn)為原點(diǎn)，初歩確定樣地坐標(biāo)系；2)用全站儀的坐標(biāo)測(cè)量功能，沿樣地四條邊線布設(shè)一條ー級(jí)閉合導(dǎo)線，構(gòu)成閉合導(dǎo)線的控制點(diǎn)的埋樁位置選擇在穩(wěn)固的巖石上，埋樁點(diǎn)的標(biāo)記方式為在埋樁位置處鑿ー個(gè)淺坑，并以該淺坑為原點(diǎn)畫圓；3)計(jì)算ー級(jí)閉合導(dǎo)線的誤差，然后對(duì)閉合導(dǎo)線的控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行平差；4)根據(jù)平差后的閉合導(dǎo)線的控制點(diǎn)往樣地中心引支導(dǎo)線，構(gòu)成支導(dǎo)線的控制點(diǎn)的埋樁位置選擇在穩(wěn)固的巖石上，埋樁點(diǎn)的標(biāo)記方式為在埋樁位置處鑿ー個(gè)淺坑，并以該淺坑為原點(diǎn)畫圓；5)在閉合導(dǎo)線和支導(dǎo)線的控制點(diǎn)上架設(shè)測(cè)站，計(jì)算待標(biāo)定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)與測(cè)站點(diǎn)的水平距離和角度，采用全站儀坐標(biāo)放樣測(cè)量功能，標(biāo)定出每個(gè)樣方的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置。上述方法中，
步驟2)和步驟4)中，所述淺坑的直徑一般為O. 2 O. 4cm，深度一般為O. 2 O. 4cm，優(yōu)選直徑為O. 3cm，深度為O. 3cm ;在埋樁點(diǎn)的標(biāo)記方式中，以所述淺坑為原點(diǎn)畫的圓的直徑為3. O 5. Ocm,優(yōu)選直徑為4. 0cm。步驟2)和步驟4)中，在埋樁點(diǎn)的標(biāo)記方式中，用顏色醒目的油漆以所述淺坑為原點(diǎn)進(jìn)行畫圓，通常選擇紅色、藍(lán)色、黃色等顏色的油漆。步驟2)中，構(gòu)成閉合導(dǎo)線的控制點(diǎn)的位置與相距該控制點(diǎn)最近的邊線的距離在8 12m范圍內(nèi)。步驟3)中，ー級(jí)閉合導(dǎo)線的誤差的計(jì)算方法與現(xiàn)有技術(shù)相同，對(duì)閉合導(dǎo)線的控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行平差的方法與現(xiàn)有技術(shù)相同?，F(xiàn)有的用全站儀放樣標(biāo)定森林群落監(jiān)測(cè)樣地的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)相對(duì)于控制點(diǎn)的平面距離和方位角的計(jì)算通常是用計(jì)算器根據(jù)節(jié)點(diǎn)和控制點(diǎn)的三角函數(shù)關(guān)系一歩一歩地進(jìn)行計(jì)算，這種計(jì)算過程需要花費(fèi)較多的時(shí)間，而且容易出錯(cuò)；為此，申請(qǐng)人提出所述待標(biāo)定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)與測(cè)站點(diǎn)的水平距離和角度的計(jì)算由可編程計(jì)算器完成，通常采用卡西歐可編程計(jì)算器，具體可以是CASIO fx-4000P。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述方法通過將控制點(diǎn)的埋樁位置選擇在穩(wěn)固的巖石上，并采用在埋樁位置處鑿ー個(gè)淺坑，以該淺坑為原點(diǎn)畫一個(gè)固定直徑的圓作為標(biāo)記方式，克服在喀斯特地區(qū)森林采用傳統(tǒng)控制點(diǎn)埋樁標(biāo)記方式造成的誤差，可有效提高喀斯特森林群落監(jiān)測(cè)樣地的測(cè)量標(biāo)定的精度；進(jìn)ー步地，還可用可編程計(jì)算器來完成待標(biāo)定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)與測(cè)站點(diǎn)的水平距離和角度的計(jì)算，節(jié)約計(jì)算時(shí)間并減少出錯(cuò)機(jī)率，從而提高工作效率。
具體實(shí)施方式

下面以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。實(shí)施例I :在廣西弄崗國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)對(duì)ー個(gè)15公頃的森林樣地進(jìn)行測(cè)量標(biāo)定，標(biāo)定出每個(gè)樣方(20mX20m)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置。I)通過踏查及查閱地形圖，確定樣地四條邊線的走向及四個(gè)角點(diǎn)的大致位置，以西南方向角點(diǎn)為原點(diǎn)，初歩確定樣地坐標(biāo)系；2)用全站儀的坐標(biāo)測(cè)量功能，沿樣地四條邊線布設(shè)一條ー級(jí)閉合導(dǎo)線，具體包括①選擇起始控制點(diǎn)(起始控制點(diǎn)選在樣地一條邊線的中點(diǎn)附近)，起始控制點(diǎn)的坐標(biāo)通過假定坐標(biāo)法給出，即假定起始控制點(diǎn)的(XI，Yl)坐標(biāo)值為(1000，1000)，這樣可避免因給定值太小導(dǎo)致測(cè)量中坐標(biāo)值出現(xiàn)負(fù)數(shù)的情況，同時(shí)也方便測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄和輸入；起始控制點(diǎn)的高程通過手持GPS獲得；②確定起始控制點(diǎn)(X1，Y1)的坐標(biāo)值和高程后，在(Χ1，Υ1)處設(shè)測(cè)站，沿確定的邊線方向找ー個(gè)與(Xl，Yl)通視的測(cè)點(diǎn)，定為(Χ2，Υ2)，用全站儀測(cè)量(Xl，Yl)至(Χ2，Υ2)的平距HS及高差ΛΖ，通過計(jì)算可得到(Χ2，Υ2)的坐標(biāo)和高程，S卩(XI土HS，Y1)或(Χ1，Υ1土HS)，高程為Zl土 ΛΖ ;③根據(jù)前面確定的兩個(gè)已知坐標(biāo)的控制點(diǎn)，應(yīng)用全站儀的坐標(biāo)測(cè)量功能，沿樣地四條邊線附近布設(shè)一條ー級(jí)閉合導(dǎo)線；利用喀斯特地貌巖石出露多的特點(diǎn)，將構(gòu)成閉合導(dǎo)線的全部控制點(diǎn)的埋樁位置均設(shè)在穩(wěn)固的巖石上，控制點(diǎn)的埋樁標(biāo)記方式為鑿ー個(gè)直徑為O.2cm、深度為O. 2cm的淺坑，并以這個(gè)淺坑為原點(diǎn)用紅色油漆畫一個(gè)直徑為3cm的圓圈；3)計(jì)算ー級(jí)閉合導(dǎo)線的閉合誤差，采用近似平差的方法對(duì)閉合導(dǎo)線控制點(diǎn)的坐標(biāo)和高程誤差進(jìn)行處理；其中閉合誤差的確定方法為已知起始控制點(diǎn)(XI，Yl)的坐標(biāo)為(1000，1000)，用全站儀測(cè)出閉合導(dǎo)線后，在閉合導(dǎo)線最后一個(gè)控制點(diǎn)架設(shè)測(cè)站，測(cè)量起始控制點(diǎn)(XI，Yl)的坐標(biāo)，設(shè)全站儀測(cè)出的坐標(biāo)為X測(cè)、Y測(cè)，用該點(diǎn)的觀測(cè)坐標(biāo)值與已知坐標(biāo)值比較，得到fx=X 測(cè)-1000，fy=Y測(cè)-1000 ;可以計(jì)算出導(dǎo)線閉合差fd=必/λ·2 +Jv2用近似平差的方法對(duì)閉合導(dǎo)線控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行處理是指設(shè)導(dǎo)線總長(zhǎng)度為D，如果fd < D* (1/3000)(通常是fd < D* (1/1000)，本實(shí)施例中將精度提高些)，就可以按以下公式進(jìn)行坐標(biāo)改正數(shù)的計(jì)算Vxi= (_fx/D)* (D^Da+Dg+**· +D^1) Vyi= (-fy/D) * (DfDjD3+…+Dh)其中Vxi表示第i個(gè)控制點(diǎn)的X坐標(biāo)的改正數(shù)；Vyi表示第i個(gè)控制點(diǎn)的Y坐標(biāo)的改正數(shù)是第i個(gè)控制點(diǎn)之前的導(dǎo)線邊長(zhǎng)；則改正后的坐標(biāo)為X/ =Xi+Vxi，Yン=Yi+Vyi，其中Xi表示第i個(gè)控制點(diǎn)橫坐標(biāo)的實(shí)際測(cè)量值，Yi表示第i個(gè)控制點(diǎn)縱坐標(biāo)的實(shí)際測(cè)量值；χ/表示改正后的第i個(gè)控制點(diǎn)的橫坐標(biāo)，V表示改正后的第i個(gè)控制點(diǎn)的縱坐標(biāo)。對(duì)于高程可以用同樣的方法來計(jì)算高程改正數(shù)；4)根據(jù)平差后的閉合導(dǎo)線的控制點(diǎn)往樣地中心引支導(dǎo)線，構(gòu)成支導(dǎo)線的控制點(diǎn)的埋樁位置同樣選擇在穩(wěn)固的巖石上，控制點(diǎn)的埋樁標(biāo)記方式為鑿ー個(gè)直徑為O. 3cm、深度為
O.3cm的淺坑，并以這個(gè)淺坑為原點(diǎn)用紅色油漆畫一個(gè)直徑為4cm的圓圈；5)在閉合導(dǎo)線和支導(dǎo)線的控制點(diǎn)上架設(shè)測(cè)站，用CASIO fx_4000P計(jì)算器計(jì)算待標(biāo)定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)與測(cè)站點(diǎn)的水平距離和角度，再采用全站儀坐標(biāo)放樣測(cè)量功能，標(biāo)定出每個(gè)樣方(20mX20m)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置；步驟5)中用CASIO fx_4000P計(jì)算器計(jì)算待標(biāo)定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)與測(cè)站點(diǎn)的水平距離和角度，需要編制計(jì)算器程序，具體操作如下將CASIO fx-4000P計(jì)算器切換到編程模式后，輸入以下程序1000 — X: 1000 — Y:(原點(diǎn)坐標(biāo))“CZZB (測(cè)站坐標(biāo))，，A “XZ=” : — A: “YZ=” : — B:Lbll:“ZHUANGHA0 (節(jié)點(diǎn)樁號(hào))=，，？一 C:C=0 => Goto3:Int (C+100) — D: C-100D — E:X+1OE-A — F: Y+1OD-B — G:“JVLI (水平距離)=，，i Pol (G,F) J ] < O Goto2:“FWJ (方位角)=,y A ] A Gotol:Lbl2:“FWJ=” Λ J+360 Λ Gotol:
Lbl3: “OK”上述編制的程序在應(yīng)用時(shí)，輸入的節(jié)點(diǎn)編號(hào)為4位數(shù)，每2位數(shù)代表一條網(wǎng)格線，如0102、0002、1010等；如要校對(duì)0000節(jié)點(diǎn)，可輸入O. 00001 ;輸入O則結(jié)束程序；詳細(xì)的操作方法如下表I所示。表I :
權(quán)利要求
1.ー種喀斯特森林群落監(jiān)測(cè)樣地的測(cè)量標(biāo)定方法，其特征在于包括以下步驟 1)通過踏查及查閱地形圖，確定樣地四條邊線的走向及四個(gè)角點(diǎn)的大致位置，以西南方向角點(diǎn)為原點(diǎn)，初步確定樣地坐標(biāo)系； 2)用全站儀的坐標(biāo)測(cè)量功能，沿樣地四條邊線布設(shè)一條一級(jí)閉合導(dǎo)線，構(gòu)成閉合導(dǎo)線的控制點(diǎn)的埋樁位置選擇在穩(wěn)固的巖石上，埋樁點(diǎn)的標(biāo)記方式為在埋樁位置處鑿ー個(gè)淺坑，并以該淺坑為原點(diǎn)畫圓； 3)計(jì)算ー級(jí)閉合導(dǎo)線的誤差，然后對(duì)閉合導(dǎo)線的控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行平差； 4)根據(jù)平差后的閉合導(dǎo)線的控制點(diǎn)往樣地中心引支導(dǎo)線，構(gòu)成支導(dǎo)線的控制點(diǎn)的埋樁位置選擇在穩(wěn)固的巖石上，埋樁點(diǎn)的標(biāo)記方式為在埋樁位置處鑿ー個(gè)淺坑，并以該淺坑為原點(diǎn)畫圓； 5)在閉合導(dǎo)線和支導(dǎo)線的控制點(diǎn)上架設(shè)測(cè)站，計(jì)算待標(biāo)定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)與測(cè)站點(diǎn)的水平距離和角度，采用全站儀坐標(biāo)放樣測(cè)量功能，標(biāo)定出每個(gè)樣方的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的喀斯特森林群落監(jiān)測(cè)樣地的測(cè)量標(biāo)定方法，其特征在于步驟2)和步驟4)中，所述淺坑的直徑為O. 2 O. 4cm,深度為O. 2 O. 4cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的喀斯特森林群落監(jiān)測(cè)樣地的測(cè)量標(biāo)定方法，其特征在于所述淺坑的直徑為O. 3cm，深度為O. 3cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的喀斯特森林群落監(jiān)測(cè)樣地的測(cè)量標(biāo)定方法，其特征在于步驟2)和步驟4)中，在埋樁點(diǎn)的標(biāo)記方式中，以所述淺坑為原點(diǎn)畫的圓的直徑為3. O 5.Ocm0
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的喀斯特森林群落監(jiān)測(cè)樣地的測(cè)量標(biāo)定方法，其特征在于在埋樁點(diǎn)的標(biāo)記方式中，以所述淺坑為原點(diǎn)畫的圓的直徑為4. Ocm0
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的喀斯特森林群落監(jiān)測(cè)樣地的測(cè)量標(biāo)定方法，其特征在于步驟2)和步驟4)中，在埋樁點(diǎn)的標(biāo)記方式中，用顏色醒目的油漆以所述淺坑為原點(diǎn)進(jìn)行畫圓。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6中任一項(xiàng)所述的喀斯特森林群落監(jiān)測(cè)樣地的測(cè)量標(biāo)定方法，其特征在于步驟5)中，所述待標(biāo)定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)與測(cè)站點(diǎn)的水平距離和角度的計(jì)算由可編程計(jì)算器完成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種喀斯特森林群落監(jiān)測(cè)樣地的測(cè)量標(biāo)定方法，包括以下步驟1)初步確定樣地坐標(biāo)系；2)沿樣地四條邊線布設(shè)一條一級(jí)閉合導(dǎo)線，構(gòu)成閉合導(dǎo)線的控制點(diǎn)的埋樁位置選擇在穩(wěn)固的巖石上，埋樁點(diǎn)的標(biāo)記方式為在埋樁位置處鑿一個(gè)淺坑，并以該淺坑為原點(diǎn)畫圓；3)計(jì)算一級(jí)閉合導(dǎo)線的誤差，然后對(duì)閉合導(dǎo)線的控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行平差；4)根據(jù)平差后的閉合導(dǎo)線的控制點(diǎn)往樣地中心引支導(dǎo)線；5)在閉合導(dǎo)線和支導(dǎo)線的控制點(diǎn)上架設(shè)測(cè)站，計(jì)算待標(biāo)定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)與測(cè)站點(diǎn)的水平距離和角度，采用全站儀坐標(biāo)放樣測(cè)量功能，標(biāo)定出每個(gè)樣方的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置。采用本發(fā)明所述方法可有效提高喀斯特森林群落監(jiān)測(cè)樣地的測(cè)量標(biāo)定的精度。
文檔編號(hào)G01C15/02GK102735226SQ201210237130
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者向悟生, 李先琨, 王斌, 王新桂 申請(qǐng)人:廣西壯族自治區(qū)中國(guó)科學(xué)院廣西植物研究所