[发明专利]一种便携式的乔木树高及其相对坐标测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量仪器，具体涉及一种树木高度及其相对坐标的便携式测量仪。

背景技术

树木高度及其坐标的测定是林业生产和森林资源调查中的重点和难点，在生物量测定研究中至关重要。其中树高是评定立地质量和树木生长状况以及划分林木分层的重要依据。其相对坐标亦是生态调查中不可缺少的部分，它是空间生态学必须的基础数据。

现阶段，国内外对树高的测量方法主要有：机械式仪器测树高，经纬仪、全站仪测树高、激光式仪器测树高以及摄影技术法测树高。机械式仪器测树高属于传统的方法，这类仪器的优点在于价格低廉，使用方便，但其精度较低、操作效率低下，功能单一，并且对采集的数据处理较麻烦。在电子化、信息化的今天，该类测量仪器体现了传统林业信息采集手段的落伍性、滞后性与粗放性。

电子经纬仪、全站仪这些仪器测树高虽然节省了时间、降低了劳动强度、提高了功效和精度，实现了数据的自动采集、传输和测算，但是这类仪器存在着携带困难、操作繁琐、使用复杂，对专业的知识需求较高，并且林区道路崎岖不平，对全站仪的摆放和调平也带来了一些问题。因此在森林调查工作中，能方便携带和操作的测高仪器越来越突显其重要性。

目前广泛使用的便携式测高仪器根据原理的不同可以分为以下几种：机械式、超声波式以及激光式。这三种测高仪器的共同特点就是只能精准测量平地或者坡度很小的地面上的物体的高度，因为此种测高仪器普遍采用三角法测树高，而此方法在测量过程中，往往要首先测量观察者与树木之间的水平距离，而大多数森林测量作业都是在崎岖不平的山路或坡面上进行的，测得斜距后在换算为水平距，再根据公式算出树高值，其换算工作繁琐且精度不高，故测量所得的树高值不太准确。

而且这类测高仪器一般只能实现对当前树木高度的测量，不能测量其相对参考点的相对坐标。但是在林业调查工作中，出于对树木维护的需要，管理者往往要知道树木的位置信息，因此这些测高仪器不满足当代林业调查工作的需要。

由以上可知，在现有的便携式测高仪器中，还不存在既能对树木高度的精准测量，又能测量树木的相对坐标的测高仪器，如果能提供这样的仪器，将会在林业工作中有非常大的实用价值。

发明的内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种体积小、重量轻、成本低廉、方便携带、容易操作的测量仪器，并且该仪器既能实现对树高测量，又能对树木的相对坐标测量。

为了解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案实现：

所提供的用于树木高度测量的测高仪器包括：倾角传感器、数据处理模块、超声波测距模块、存储器模块、蓝牙、显示及键盘输入模块、GPS定位模块、电源模块；所述的超声波测距模块的输出端口与数据处理模块的第一输入端口相连；所述的GPS定位模块的输出端口与数据处理模块的第二输入端口相连，所述的存储器模块的输入端口与数据处理模块的输出模块相连；所述的键盘输入模块的输出端口、显示模块的输入端口、蓝牙模块分别与数据处理模块的输入/输出模块相连接。其中数据处理模块包括中央处理器、A/D转换器；A/D器的输入端口与倾角传感器相连接，输出端口与中央处理器相连接。

仪器工作原理：当测量树高时，首先由倾角传感器依次测得A点到树根和树冠的倾角；然后将测得的数据通过A/D转换模块送入中央处理器进行处理；其次由倾角传感器依次测得B点到树根和树冠的倾角，同时超声波测距模块测得A点到B点的上升距离；再次将测得的数据通过A/D模块送入中央处理器进行处理，中央处理器将测得的所有数据按照一定的算法求得树高值；最后将计算得出的树高值一方面在液晶显示屏上显示，另一方面在存储模块中存储。当使用者想把有用数据传给外部设备时，可以选择使用蓝牙模块。当测量树木坐标时，首先由GPS模块获得树木的绝对坐标值；然后将所测的值送入中央处理器进行处理，转化为树木的在样地的相对坐标值，最后将其值显示，并存储起来，也可以通过蓝牙模块将有用数据送给外部设备。

本发明的特点在于：

1.本发明采用一种全新的树高算法，在用于树木的高度测量时不需要测量观察者与树木之间的水平距离，提高了树木高度的精准测量能力。

2.本发明仪器满足了用户在测量过程中自动存储的要求，同时还配有蓝牙模块，用户在测量后可以将被测物体的一些重要数据上传到随身携带的设备中，方便用户的信息管理。