[发明专利]一种基于角度测量的树木尺寸测量装置与方法

说明书

技术领域

一种基于角度测量的树木尺寸测量装置与方法属于测量仪器与测量方法，具体用于森调中任意环境下的树高、胸径、树冠直径的测量装置和方法。

背景技术

由于我国林业生产由以树木采伐为主的生产模式向封山育林模式转变，森林调查的任务加重，采用传统的调查方式和调查设备，从工作效率和调查精度都不能满足工作的需要，而现有的激光测距仪成本过于昂贵，又限制了其使用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种树木尺寸测量装置与测量方法；该装置和方法测量方便、造价低廉，解决了传统树木测量设备在野外环境下进行测量时，由于森林立木生长环境的复杂性带来的水平距离测量难度大，导致测量精度低问题，为我国林业物联网建设提供电子类的测量装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于角度测量的树木尺寸测量装置，包括水平标尺，沿水平标尺上表面水平滑动的垂直标尺，配置在垂直标尺顶端的水平转轴，与水平转轴顶端连接的固定装置，与固定装置连接的测量装置；所述的垂直标尺包括尺套和尺杆，尺杆能够在尺套中沿竖直方向伸缩；所述的水平转轴的转动平面为水平面；所述的固定装置包括垂直转轴，所述的垂直转轴的转动平面垂直于水平面。

上述的一种基于角度测量的树木尺寸测量装置，所述的水平标尺的长度不小于1m。

上述的一种基于角度测量的树木尺寸测量装置，所述的垂直标尺中尺杆在尺套中伸缩的的长度不小于1m。

上述的一种基于角度测量的树木尺寸测量装置，所述的水平转轴的转动角度为360°。

上述的一种基于角度测量的树木尺寸测量装置，所述的垂直转轴的转动角度为±70°。

上述的一种基于角度测量的树木尺寸测量装置，所述的测量端包括摄像头、红外瞄准器、控制器、配置在水平转轴上的水平倾角传感器、配置在垂直转轴上的垂直倾角传感器，所述的摄像头、红外瞄准器、水平倾角传感器以及垂直倾角传感器均与控制器连接。

上述的一种基于角度测量的树木尺寸测量装置，还包括与控制器连接的ID读卡器接口、触摸屏、键盘、以太网接口以及SD卡卡槽。

一种基于角度测量的树木尺寸测量方法，包括：

测量树高的方法：

首先将尺杆缩回到尺套的最低位置，得到测量装置与树根的夹角α₁，测量装置与树尖的夹角α₂，再将尺杆从尺套的最低位置向上伸出1m的距离，得到测量装置与树根的夹角β₁，利用如下公式得到树高：

H=tan(α2)-tan(α1)tan(α1)-tan(β1)]]>

式中，如果树根高于测量装置，则α₁和β₁的符号为正，否则为负；如果树尖高于测量装置，则α₂的符号为正，否则为负；

测量树冠直径的方法：

在保证测量装置与树干的距离大于树冠半径的前提下，首先将尺杆缩回到尺套的最低位置，得到测量装置与树冠树干交点位置的夹角α₁，测量装置与树冠边缘的夹角α₂，再将尺杆从尺套的最低位置向上伸出1m的距离，得到测量装置与树冠树干交点位置的夹角β₁，利用如下公式得到树高：