[发明专利]一种定焦相机单片测树方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种定焦数码相机单片测树方法，针对平地、有胸高标线、无标线任意地形和规则梯田地形四种不同的地形条件，利用定焦数码相机摄影，实现不同地形条件下待测立木胸径、树高的量测。

二、技术背景

胸径和树高是森林计测中两个重要的测树因子，目前胸径测量采用胸径尺或卡尺手工测量，属于接触式测量，由于地形、林下灌木的影响，量测样地内每株样木的胸径费时费力，需要一人量测，一人记录，人力成本较高。树高测量采用测高仪量测，存在树梢顶点难以准确判断等问题，导致测量误差较大，且需要二人配合，测量效率较低。

本发明在平地、有胸高标线、无标线任意地形和规则梯田地形四种不同的地形条件下，利用定焦数码相机对待测地形进行近水平正直摄影，实现待测区立木胸径、树高的量测。量测速度快，只需一人即可完成，在获得样地像片后，可以进行内业判读、处理，即可获得待测立木的胸径和树高值，且测量值可以永久保存。全面提升了内业数据处理的信息化、智能化和高效化程度。

三、发明内容

为了克服传统方法测量立木胸径、树高时存在的数据获取周期长、效率低、精度差的缺点，提高森林计测的效率与精度，缩短观测周期，本发明的目的是提供一种定焦数码相机单片测树的方法。

本发明的目的是这样实现的：

利用定焦相机单片摄影测量，分别针对平地、有胸高标线、无标线任意地形和规则梯田地形四种不同的地形条件，配合不同地形条件下的已知条件和摄影像片内的像方坐标，利用共线方程，最终确定出待测立木的胸径和树高值。

1.待测区域地形较为平坦时，正直立一根定长花杆，用定焦数码相机对待测立木进行近水平正直摄影，保证待测立木和定长花杆都清晰地成像在像片内；假定地面高程均为Z＝Z₀，利用数学模型①和数学模型②Xi=uivi·ZiYi=fvi·Zi,]]>配合相机焦距f和定长花杆杆长l以及上下两端点像方坐标，确定出地面高程Z；(5)利用数学模型③通过量取胸径左右两沿的像方坐标值，确定出待测立木的胸径值；利用数学模型④通过量取立木树根和树顶两点的像方坐标值，确定出待测立木的树高。

2.待测区域地形较为复杂，且待测立木均有胸高标线时，用定焦数码相机对待测立木进行近水平正直摄影，保证待测立木以及胸高标线清晰地成像在像片内；利用数模②，配合相机焦距f和胸高标线的长度值以及标线上下两端点像方坐标，确定出地面高程Z；利用数学模型③和数学模型④，分别求得待测立木的胸径和树高值。

3.待测区域地形较为复杂，且没有胸高标线时，分为山脊地形、山谷地形和其他任意地形来分析；针对三种不同的地形条件，利用数学模型①和数学模型⑤Z_i＝aX_i+bY_i+cX_iY_i+d，结合一定数量的已知坐标点，分别求算出地面模型参数值；建立数字地面模型后，根据待测地形中任意一点的地面坐标(X_i，Y_i，Z_i)(i＝1，2，…，n)，配合拍摄的像点像方坐标(u_i，v_i)，利用数模①、⑤和③、④，最终求算出待测地形中待测立木的胸径和树高值。