一種角距三點(diǎn)測(cè)算樹木任意高度處直徑的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種角距三點(diǎn)測(cè)算樹木任意高度處直徑的方法，本發(fā)明是關(guān)于森林資源調(diào)查的方法，它屬于一種遠(yuǎn)距離或不可到達(dá)處的樹木直徑測(cè)算方法。其特征在于：首先利用儀器瞄準(zhǔn)待測(cè)立木，沿待測(cè)立木樹干任意高度處水平位置測(cè)量該高度處任意三點(diǎn)的斜距S1，S2，S3、方位角T1，T2，T3以及傾角α1，α2，α3；其次利用數(shù)模計(jì)算出平距L并計(jì)算三點(diǎn)相對(duì)坐標(biāo)A(x1，y1)，B(x2，y2)，C(x3，y3)；然后利用三點(diǎn)坐標(biāo)確定該高度樹干中心坐標(biāo)O；最后通過(guò)數(shù)模計(jì)算該高度處樹木直徑。本方法充分利用了儀器精度高、靈活以及遠(yuǎn)距離獲得測(cè)量數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，降低了外業(yè)調(diào)查的難度及成本，提高了森林資源利用率，為林業(yè)采伐提供了理論依據(jù)和數(shù)掘支持。實(shí)驗(yàn)證明，本方法可以準(zhǔn)確獲得樹木任意處直徑。
【專利說(shuō)明】一種角距三點(diǎn)測(cè)算樹木任意高度處直徑的方法
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于森林資源調(diào)查的方法，特別是一種角距三點(diǎn)測(cè)算樹木任意高度處直徑的方法。
二、技術(shù)背景
[0002]樹木直徑是森林調(diào)查的重要基礎(chǔ)信息之一，通過(guò)傳統(tǒng)方法來(lái)測(cè)定這些數(shù)據(jù)會(huì)給我們帶來(lái)限制條件多、操作繁瑣甚至難以實(shí)現(xiàn)測(cè)量等不便。我國(guó)目前木材需求量很大，需要大量的森林采伐提供木材，一些未達(dá)到成材規(guī)格的樹木也被一同采伐，主要原因就是不能有效的確定木材所需的小頭直徑，造成木材資源的浪費(fèi)，對(duì)我國(guó)森林資源的損傷太大，不符合我們保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的宗旨。
[0003]隨著測(cè)繪技術(shù)的成熟和普及，一些測(cè)繪儀器的高精度、低成本的優(yōu)點(diǎn)逐漸應(yīng)用于各行各業(yè)，在測(cè)樹中的應(yīng)用，不僅提高了測(cè)樹速度、精度和效率。更重要的是使得一些不可人力到達(dá)林區(qū)的測(cè)樹工作得以實(shí)現(xiàn)，不對(duì)林木有任何損害就可以自動(dòng)、準(zhǔn)確的獲取測(cè)樹因子。本方法就是在這樣的背景下產(chǎn)生的。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是在不伐倒、不破壞樹木的原則下或在不可到達(dá)區(qū)域精確獲取樹干的胸徑、任意高度處直徑等測(cè)樹因子并且實(shí)現(xiàn)觀測(cè)自動(dòng)化、，數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化、數(shù)據(jù)存貯通訊自動(dòng)化、樹木任意高度處直徑計(jì)算自動(dòng)化。
[0005]主要
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0006]①一種只需測(cè)量樹干任意高度處任意三點(diǎn)的角度和距離就可以計(jì)算該高度處的樹干直徑的方法。
[0007]②任意處樹干直徑和高度的獲取。
[0008]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0009](I)大大提高了相關(guān)數(shù)據(jù)的精度，由于本研究采用了高精度測(cè)繪儀器一一電子經(jīng)緯儀作為數(shù)掘采集工具，較傳統(tǒng)測(cè)樹方法精度有數(shù)量級(jí)的提高，這樣獲得的數(shù)掘作為測(cè)樹因子數(shù)據(jù)來(lái)源，必然大大提高這些數(shù)據(jù)的精度；
[0010](2)顯著提高森林資源調(diào)查的工作效率，傳統(tǒng)的森林資源調(diào)查中，調(diào)查數(shù)據(jù)需要筆記，并配合計(jì)算器進(jìn)行計(jì)算，工序繁瑣。本研究開發(fā)了配套的測(cè)樹軟件，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、處理和保存，大大提高了野外工作的自動(dòng)化程度；
[0011](3)實(shí)現(xiàn)了對(duì)樹木的無(wú)損傷測(cè)量，傳統(tǒng)方法對(duì)小班標(biāo)準(zhǔn)木通常都采取做解析木的途徑，工作繁瑣，且對(duì)森林造成傷害。通過(guò)電子經(jīng)緯儀和胸徑尺，不用伐倒林木和爬樹，不對(duì)林木有任何損害就可以自動(dòng)、實(shí)時(shí)獲取測(cè)樹因子。這對(duì)于當(dāng)前我國(guó)正大力推行的森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)政策顯得尤為重要。
四、【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]圖1，圖2為本發(fā)明原理及操作過(guò)程示意圖。
五、【具體實(shí)施方式】
[0014]首先利用儀器瞄準(zhǔn)待測(cè)立木，沿待測(cè)立木樹干任意高度處水平位置測(cè)量該高度處任意三點(diǎn)的斜距S1, S2, S3、方位角T1, T2, T3以及傾角;其次利用數(shù)模計(jì)算出平距L并計(jì)算三點(diǎn)相對(duì)坐標(biāo)A(xl, yl), B(x2, y2), C(x3, y3);然后利用三點(diǎn)坐標(biāo)確定該高度樹干中心坐標(biāo)O ;最后通過(guò)數(shù)模計(jì)算該高度處樹木直徑。具體步驟如下:
[0015](I)安置好儀器，定為坐標(biāo)原點(diǎn)，瞄準(zhǔn)待測(cè)立木樹干任意高度處水平位置確定觀測(cè)目標(biāo)；
[0016](2)用儀器測(cè)量該高度處任意三點(diǎn)的斜距S1, S2，S3，方位角T1J2J3以及傾角α 1?α2，a 3 ；
[0017](3)通過(guò)數(shù)模①L = S*C0Sa求得測(cè)量點(diǎn)(坐標(biāo)原點(diǎn))與測(cè)量點(diǎn)之間的平距L，通過(guò)數(shù)模②X = L.sinT, y = L.cosT求得目標(biāo)三點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)A(xl, yl), B(x2, y2), C(x3,y3)；
[0018](4)利用 A(xl, yl), B(x2, y2), C(x3, y3)三點(diǎn)坐標(biāo),計(jì)算出 AB 中點(diǎn) E (xl+x2/2,yl+y2/2)BC 中點(diǎn) F(x2+x3/2, y2+y3/2)
[0019]通過(guò)數(shù)模
【權(quán)利要求】
1.一種角距三點(diǎn)測(cè)算樹木任意高度處直徑的方法，其特征是:首先利用儀器瞄準(zhǔn)待測(cè)立木，沿待測(cè)立木樹干任意高度處水平位置測(cè)量該高度處任意三點(diǎn)的斜距S1, S2, S3、方位角TpI^T3W及傾角CI1, a 2，CI3 ;其次利用數(shù)模計(jì)算出平距L并計(jì)算三點(diǎn)相對(duì)坐標(biāo)A(xl，yl)，B(x2, y2)，C(x3，y3);然后利用三點(diǎn)坐標(biāo)確定該高度樹干中心坐標(biāo)O ;最后通過(guò)數(shù)模計(jì)算該高度處樹木直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種角距三點(diǎn)測(cè)量樹木任意高度處直徑的方法，其特征中利用A(xl, yl), B(x2, y2), C(x3, y3)確定樹干中心坐標(biāo)并通過(guò)數(shù)模計(jì)算出樹干直徑的方法如下:(1)安置好儀器，定為坐標(biāo)原點(diǎn)，瞄準(zhǔn)待測(cè)立木樹干任意高度處水平位置確定觀測(cè)目標(biāo)；⑵用儀器測(cè)量該高度處任意三點(diǎn)的斜距S1, S2, S3，方位角T1, T2, T3以及傾角Qpd2,a 3 ； (3)通過(guò)數(shù)模①L= S.cos a求得測(cè)量點(diǎn)(坐標(biāo)原點(diǎn))與測(cè)量點(diǎn)之間的平距L，通過(guò)數(shù)模②X = L.sinT, y = L.cosT求得目標(biāo)三點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)A (xl, yl), B(x2, y2), C(x3,y3)； (4)利用A(xl，yl), B(x2，y2), C(x3，y3)三點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算出 AB 中點(diǎn) E(xl+x2/2,yl+y2/2)BC 中點(diǎn) F(x2+x3/2, y2+y3/2) 通過(guò)數(shù)模③
【文檔編號(hào)】G01B5/08GK103822563SQ201410076385
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】馮仲科, 高超, 曹忠 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)