[发明专利]一种目标位置、树高和直径的测量方法及测量系统

说明书

一种目标位置、树高和直径的测量方法及测量系统，涉及目标定位及森林调查技术领域。本发明针对现有技术中目标位置、树木高度和直径测量中的技术缺陷，采用两个瞄准装置同时瞄准目标的方法来测量目标的相对位置，相对位置还可转换为相对坐标和绝对坐标，如果目标是树木，则在两个瞄准装置分别瞄准树基的同时其连线瞄准树稍，量测相关角度和长度就可得到树木的位置、树高和指定树高部位的直径。本发明同时公开了实现上述方法的测量系统。本发明可在测点处完成每株树木位置、树高和直径的测量，还可用于土地面积测量，测量结果精度高，极大地减轻了森林资源调查的劳动强度和工作量、提高了工作效率和测量精度，可取代现有的标准地调查法。

技术领域

本发明涉及目标定位及森林调查技术领域，特别是涉及一种目标位置、树高和直径的测量方法及测量系统。

背景技术

目前，测量目标位置的常用方法是卫星定位系统。卫星定位系统能实现定位装置自身的定位，但在很多应用场合，不仅需要获得定位装置的自身定位信息，而且需要此装置周围的物体的定位信息。当然也有一些关于目标定位的专利，比如公告号CN103017740B的一种利用视频监控装置对监控目标的定位方法及定位系统，其技术方案是控制两个与监控目标不在同一条直线上的视频监控装置同时监控所述的监控目标，但这需要两个视频监控装置均包含GPS模块测出测点的绝对位置，而且由于GPS的定位精度原因，计算出的位置精度不是很高，不适用于立木测量，也不适合随身携带使用。

在森林资源调查中，树高是非常重要的因子，树高的测量一直是一个难以解决的问题，实际工作中通常采用目估法或测高器测高。目估法与个人的经验密切相关，测量精度毫无保障。测高器目前最常用的是布鲁莱斯（Blume-Leiss)测高器。用布鲁莱斯测高器测量树高时，要求在每测一株立木的高度之前，必须首先用辅助工具量测出一个标准长度的水平距离（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，标准水平距离的量测很不方便或者非常艰难，即使测出了标准水平距离，由于林冠的遮挡，往往又看不到树梢，因此，布鲁莱斯测高器在地形复杂、密度稍大的森林中或者要测量很多立木的高度时是不适用的或者低效率的。还有克里斯屯（Christen) 测高器，克里斯屯测高器需要在树前放置配合测量的标杆作为辅助工具，而且读数刻度随树高的增加而逐渐变密，测量误差较大，当树高达15m以上时，克里斯屯测高器已很难读数，所以，目前在测高工作中已基本淘汰。鉴于上述原因，发明一种简单实用、不需量测水平距离、不用在树前放置配合测量的标杆、可任意选择测点的测高器便成了该领域林业工作者多年来一直追求的目标，在测高的同时最好还能测出水平距离。为了达此目标，人们相继发明了各种各样的测高器，但是，终究因为实用性不高，而未能替代布鲁莱斯测高器的地位。公布号为CN102183236A的一种测量树高的装置能方便实现树高的测量，但由于是机械式，瞄准操作不便，精度不高，也不能测水平距离。

在森林资源调查中，树木的直径也是非常重要的因子，其中最重要的是胸径，当然其它直径比如树干中部直径也很重要，可用于计算形率和形数，进而计算树木蓄积，但由于测量十分不便，目前在实际工作中几乎不使用。胸径是立木胸高部位直径的简称，它是立木测定的最基本因子之一。采用胸径围尺及胸径卡尺的方法在测量时要求测量人员要站在被测立木边上，测量精度较低，不可及的林木则无法测量，同时需要记录大量的测量数据，劳动强度较大，且对于径级较大的立木，测量难度较大，传统测量方法是用围尺、轮尺等测量胸径，然后再手工记录数据。显然，传统的方法越来越不适应林业资源调查信息化、精准化和实时动态化存储数据等要求。

林分蓄积调查方法目前常用的是标准地法，该方法要求测量一定面积范围内的每株林木的胸径，如果用二维材积表则还要测量树高，通常为面积1亩的正方形，用罗盘仪测定该正方形的边界并标记后再到每株立木的旁边进行每木检尺，工作量非常大，劳动强度大，同时也容易遗漏或重复，而且因树高测量非常不便，通常只测胸径一个因子，计算出的蓄积误差较大。