[发明专利]傻瓜式树木电子测高仪及其数据采算策略

说明书

本发明公开了一种傻瓜式树木电子测高仪及其数据采算策略。三键，是指该种测高仪上安装有专用的梢角键、干距键和基角键，数据采算策略是为本发明三键式树木电子测高仪专门设计的工作策略。采用本发明测高，由于在测量过程中，梢角、干距、基角参数允许进行单独的即刻重测更新，而且三参数的先后测量顺序也不受限制，因此不仅增加了测量过程的灵活性，而且也大大减少了整体返工的次数，这对进一步提高工作效率，增强测高结果的可靠性具有重要意义。不仅如此，本发明操作简单，一学就会，因此可作为传统树木电子测高仪的更新换代产品推广使用。

技术领域

本发明属于树木电子测高技术领域，具体说是一种方便森林条件下使用的傻瓜式树木电子测高仪及其数据采算策略。

背景技术

森林调查离不开对树木高度的测定，在该项工作中，除一些树干低矮的幼树可用标杆测量外，大部分情况下需要用到专业的树木测高仪。目前，林业上使用的测高仪无论是机械式的还是电子式的，都是依据三角关系中的正切定理设计而成，其基本原理及算法是h＝Ltanα(图6)，通用原理及算法为h＝L(tanα+tanβ)(图7)。之所以通用算法中多了一个β角参数，是因为图6只是一种理想状态，而实际情况中，人们不可能像图6那样趴在水平地面上测量；由于山高林密、地面不平，最恰当的测法只能是如图7所示，让视平线将树高h分割成h₁和h₂两部分来分别测定，最后再通过h₁+h₂的方法计算后得出树木的全高h。

作为树木测高的理论基础和实践依据，上述方法和过程目前已被集成了激光测距、角传感和程序计算在内的树木电子测高仪一机实现。使用树木电子测高仪测高时，只要用仪器分别瞄视树梢、树干和树基并按下按键采入数据后，树高值便会通过显示屏直接显示出来，因此可以说，树木电子测高仪是一种快速高效、面向未来的测树仪器。但是，虽然树木电子测高仪科技优势明显，其产品面世也已十年有余，但从行业推广应用情况来看却十分缓慢。到目前为止，全世界森林调查领域约80％还在使用传统的机械式勃鲁莱测高仪，而电子测高仪的使用数量相对较少。究其原因，主要是因为过去在树木电子测高仪的设计制造中都是只注重原理、外观和电路设计，而在用户感受、方便性、可靠性方面缺少对策研究，进而导致基层调查人员对该类仪器缺乏信任，不愿使用的缘故。

从用户角度来看，目前树木电子测高仪产品急需解决的问题主要有两个方面：

1.操作方法简单明了问题，也就是是否使用方便的问题。图7为树高测量通用模式图，其中h＝L(tanα+tanβ)[注：当β采用负数表示时，该公式应写为h＝L(tanα-tanβ)，这在编写运算程序时应特别注意]，可以看出：要测出树高h，必须首先解决L、α、β三个基本参数的测量问题，而三个参数的数学关系是固定的，只有科学设置按键并采用相应的数据采集策略编制程序，才能让仪器具有良好的操作性，否则，该仪器看上去先进，实际上在树木测高中是不实用的或者说是低效率的。

2.对可疑值能够实现即刻剔除、重测、更新的问题，也就是可靠性问题。在测高过程中，如果L、α、β三个自变量参数中任何一个测值被认为是不可靠的，当然其树高结果h也是不可靠的，这时最好的方法是现场即刻重测。参数不可靠可能来自于如下方面：(1)森林中灌草、树叶遮挡导致激光信号提前折返，进而使L测值偏小；(2)测量按键质量不佳导致数据漏输或重输；(3)手持抖动导致测角误差偏大等等。现有测高仪数据采集是单键操作顺序化工作的，不具备中间可疑数据的独立更新能力，只能从头再来，这不仅影响工作效率，而且返工次数一多会助长“凑合用”的思想，进而会给测定结果的可靠性带来隐患。本方案正是在上述背景技术下提出的。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种傻瓜式树木电子测高仪及其数据采算策略。新测高仪上创新性设计有三个专门用来采集过程参数的重要按键。新测高仪配合专用的数据采算策略编程后形成仪器整体。