[发明专利]一种3D角规测定森林结构参数的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种森林结构参数的测定方法，特别是利用3D角规的森林结构参数计测。

二、技术背景

森林结构研究对森林功能的研究起到举足轻重的作用，而森林结构参数的测定对森林结构的研究至关重要，是对森林结构参数现状的科学描述，是定量研究森林结构的客观依据，对森林结构现状的研究、历史更替的推演、未来发展状况的预测起到至关重要的作用。

传统的森林结构参数的测定方法采用实地调查，工作量大、成本高、精度受到限制。近年来利用遥感影像进行反演、提取，但是低分辨率的影像提取精度较低，高分辨率的影响和航空影像的判读和提取工作量大，周期长。利用三维激光扫描仪进行森林参数的定量研究，仪器昂贵、笨重，不能满足生产实践中森林结构参数的快速、准确测定需求。利用传统角规，只能进行一维抽样和二维抽样，方法受限。

所以在传统的森林资源调查中，森林结构参数的量测受到仪器装备、立地条件、使用技术方法的限制，工作量大，周期长，精度差，难以快速得到满意效果。而角规作为森林调查的重要技术方法及手段，自从它被发明以来，就受到了全世界林业工作者的青睐，但目前为止，利用3D角规进行森林结构参数测定的技术方法鲜有报道。本发明通过角规测定森林结构参数，提高了森林结构参数测定的速度及精度，有效提升了森林结构参数的测定技术及方法。

三、发明内容

为了改进传统森林结构参数测定方法中工作量大、精度差、仪器设备笨重等缺陷，本发明的目的是提供一种3D角规测定森林结构参数的方法。

本发明的目的是这样实现的：

1.在森林样地内选择视野较好、远离林缘、能代表森林平均特征的点为角规点，以角规为工具，按照森林生长状况，选择合适的角规系数，在角规点处安置3D角规，在样地内绕测，选定计数木，按照顺时针方向分别标记。

2.记录第i株计数木的树种、磁方位角α_i、胸径d_i、树高H_i及第i株计数木与第j株计数木之间的斜距S_ij(i≠j，i＝1，2，3，…，n；j＝1，2，3，…，n)，计算样地内林分的角尺度、混交度、大小比数、均匀度、分层比等森林结构参数。

本项发明具有以下优点：

1.3D角规在森林结构参数测定中的首次应用，拓展了3D角规的应用范围。

2.本发明的3D角规测定森林结构参数，方法简单，操作方便，为森林结构参数的测定新创了一种方法。

四、附图说明

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

图1为本发明测量原理图。

五、具体实施方式：

一种3D角规测定森林结构参数的方法与传统方法，区别在于：

(1)在森林样地内选择视野较好、远离林缘、能代表森林平均特征的点为角规点，记做O点；以角规为工具，按照森林生长状况，选择合适的角规系数(F_g＝0.5，1，2，3)以O点为观测点，在样地内绕测，选定计数木，按照顺时针方向分别记为i(i＝1，2，3，...，n)。

(2)记录第i株计数木的树种、磁方位角α_i、胸径d_i、树高H_i及第i株计数木与第j株计数木之间的斜距S_ij(i≠j，i＝1，2，3，...，n；j＝1，2，3，...，n)，计算样地内林分的角尺度、混交度、大小比数、均匀度、分层比等森林结构参数，具体操作步骤为：①选定合适中心点为角规点，记为O点，O点的确定应尽量避开林缘，在O点放置3D角规，按照角规技术原理计数，相切记做0.5；相离记做0；相割记做1；计数木按照顺时针方向旋转标记为i(i＝1，2，3，...，n)；②在角规点O与第i号计数木树心连线的延长线上，寻找合适位置i′(i＝1，2，3，4)，安置罗盘仪，量测该点磁方位角T_0i，利用数模

βi(i+1)=T0(i+1)-T0i(i=1,2,3)βi1=T0i-T01(i=4)]]>求算O点与第i棵、第(i+1)棵对象木所成的夹角β_i(i+1)；③利用数学模型计算该林分的角尺度其中，i为取样点中心木个数，j为第j个计数木，n为周边对象木总数，其中z_ij的计数规则为：当中心木与第j棵计数木所成的小角小于标准角(α₀＝72°)时计数为1，否则计数为0；④利用数学模型进行求算混交度，其中v_ij的计数规则为：当中心木与第j棵非同种时计数为1，否则计数为0；⑤利用数学模型进行求算大小比数，其中k_ij的计数规则为：选定某一比较指标(如胸径、树高、冠幅等)，当第j棵木比中心木小时计数为1，否则计数为0；⑥利用数模计算林分分层比其中s_ij的计数规则为：当参照树i与相邻木j不属同层时，记为1，否则记为0。