[发明专利]一种以免棱镜全站仪为工具的树冠竞争因子计测方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种基于免棱镜全站仪为工具的森林计测方法，特别是利用免棱镜全站仪为工具的树冠竞争因子计测。 

二、技术背景

传统的森林计测技术手段落后，建立在机械指针式罗盘定位测量、航片判读等手工作业的基础上，周期长，效率低，精度差，远远不能适应对森林资源和生态环境的监测需求。国内对于森林的监测仅局限于以遥感和常规地面调查为主要技术的宏观、粗放的阶段。某些指标的精准测量，如树冠竞争因子、森林蓄积、平均高、平均密度等林分数据获取的理论、技术、仪器等问题还远远没有解决到令人满意的程度。 

所以在森林资源监测中传统的树冠竞争因子、森林蓄积、平均高、平均密度等的获取方法受森林中地形复杂因素的限制，使这些数据的获取工作量大、精度不高，因此实现这些数据快速准确获取成为本领域科技人员急待解决的问题。本发明通过使用免棱镜全站仪获取的数据的各种有效处理，达到简化外业测量、同时利用PDA(Personal Digital Assistant，个人电子助理)进行数据存储和处理、建立数学回归模型、利用智能化内业计算的系统模式。该系统整合了坐标测量、面积测量、体积测量、距离角度测量等多种内业处理功能于一体，全面提升了内业数据处理的速度，智能化和准确性，有效提高了森林监测技术特别是树冠竞争因子测算的手段。 

三、发明内容

为克服传统方法数据获取周期长，效率低，精度差的缺点，提高效率与精度，缩短周期，实现林分树冠竞争因子的精准测量，本发明提供一种基于免棱镜全站仪为工具的树冠竞争因子计测方法，其特征是：以免棱镜全站仪为工具测量林分中自由树胸径与冠幅，由PDA(Personal Digital Assistant，个人电子助理)进行数据存储和处理，利用自由树胸径和冠幅建立线性回归方程，实现林木树冠竞争因子的测算。 

主要发明内容： 

①树木胸径计测 

②树木潜在最大冠幅计测 

③树冠竞争因子测算 

本项发明与现有方法相比具有以下优点： 

(1)显著提高树木因子计测的工作效率，传统的树木因子调查中，测量需要运用测尺、罗盘仪、胸径尺等工具，同时需要记录员进行现场手工记录，工序繁琐。本研究以免棱镜全站仪作为测树工具，同时配合PDA进行现场记录，实现了测量仪器的智能化，一体化，实时性、高可靠性。在一定程度上减轻测量作业强度，拓展了测绘仪器的业务领域。 

(2)实现了对树木因子的高精度测量，传统方法运用测尺、胸径尺等量测工具进行量测， 方法较为简单，误差较大，尤其是利用测尺进行冠幅量测时只能通过估计其水平方向投影进行粗略量测。通过免棱镜全站仪量测树木，可以实现对树干胸径和冠幅的精确量测，不受树高、地形等因素干扰，实时获取测树因子。这对于精确计算树冠竞争因子尤为重要。 

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为树干胸径测量，图2为自由树冠幅测量。 

五、具体实施方式：

基于免棱镜全站仪为工具的树冠竞争因子计测方法与现有方法不同，具体在于： 

(1)在林分内O点安置免棱镜全站仪，首先将全站仪瞄准自由树树干，保证视线与树干1.3m处相切(附图1)，采用全站仪对边量测功能，利用数学模型① 精准测量树木胸径，，实时存储至PDA中，自由树树冠冠幅测量时首先瞄准自由树树冠，保证视线与树冠最外侧相切(附图2)，采用全站仪对边量测功能，利用数学模型①精准测量自由树冠幅，实时存储至PDA中； 

(2)将PDA数据导入计算机，利用数学模型②CW＝a+bD建立自由树胸径(D)与冠幅(CW)线性回归方程； 

(3)利用数学模型③计算树木潜在最大树冠面积(MCA)_i，计胸径为D_i的自由树其最大树冠面积为(MCA)_i； 

(4)利用数学模型④CCF=Σi=1N(MCA)i=π4000(a2N+2abΣi=1NDi+b2Σi=1NDi2)]]>求算树冠竞争因子(CCF)值，将单位面积林分中所有树木(MCA)_i相加即为该林分(CCF)值。