[发明专利]基于Hegyi单木竞争指数的林木竞争因子的计测方法及便携式林木竞争因子测量系统

说明书

本发明公开了一种基于Hegyi单木竞争指数的林木竞争因子的计测方法及便携式林木竞争因子测量系统，涉及森林计测技术领域，该方法为基于Hegyi单木竞争指数模型，以样圆内每棵对象木的胸径、竞争木的胸径及对象木与竞争木的距离进行计测，与现有技术相比，该系统整合了对象木、竞争木的胸径、距离和角度等多种外业测量和Hegyi单木竞争指数内业处理功能于一体，全面提升了林木竞争因子数据采集和处理的速度，智能化和准确性，有效提高了森林监测技术特别是基于Hegyi单木竞争指数的林木竞争因子测算的手段。

技术领域

本发明涉及的是森林计测技术领域，尤其涉及的是一种基于Hegyi单木竞争指数的林木竞争因子的计测方法及便携式林木竞争因子测量系统。

背景技术

林木竞争可使某些单木的生长空间不断扩大、可利用资源的数量增加，同时也扩大了对周围树木的影响强度和范围。在个体水平上进行林木竞争分析不但能反映个体间的空间相互作用(木本植物竞争主要与距离有关)，还能直接反映种群特性和环境影响的变化。因此，数量化描述单木间的竞争对描述群落结构、揭示群落演替进程有重要意义。

传统的森林计测技术手段落后，建立在罗盘仪定位测量、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。现阶段在林业二类、三类资源清查过程中，作为清查中最重要的指标——树木胸径的测量，主要是通过胸径卡尺进行测量，测量精度低、测量效率低。某些林木竞争因子的精准测量，如胸径、距离等林分数据获取的理论、技术、仪器等问题还未有效解决。所以使这些林木竞争因子的获取工作量大、精度和效率低，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。

20世纪60年代以来，许多学者相继提出了许多描述林木间竞争强度的数量指标，即竞争指数系统，以Hegyi提出的单木竞争指数的预测效果最好。但由于传统的森林计测技术的落后，无法全面考虑对象木、竞争木的胸径、距离和角度等问题，导致以传统方法计测获得的林木竞争指数过程中数据采集和处理速度都较慢，准确性较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于Hegyi单木竞争指数的林木竞争因子的计测方法及便携式林木竞争因子测量系统，以解决现有林业系统中测量林木竞争因子的方法存在的数据获取周期长、浪费人力、测量精度低、效率低的问题，实现林木竞争因子的精准、高效测量。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种基于Hegyi单木竞争指数的林木竞争因子的计测方法，该方法为基于Hegyi单木竞争指数模型，以样圆内每棵对象木的胸径、竞争木的胸径及对象木与竞争木的距离进行计测，具体步骤为：

在对象木距地面1.3m处绑缚一环形水平轨道，将激光测距仪设于轨道上并沿所述轨道匀速运动一周，激光测距仪朝向竞争木，激光测距仪的测距激光束与周围的竞争木的树干垂直，形成平面覆盖对象木周围所有待测竞争木的断面；激光测距仪绕轨运动过程中实时测量并按照时间顺序记录对象木到各竞争木的距离信息和对应的角度信息，每组对象木-竞争木的距离信息包括两个最大距离L1、L3和一个最小距离L2，对应的角度信息为α1、α2、α3；

根据激光测距仪的运动速度和时间计算对象木的胸径；

判断对象木周围所有竞争木的竞争有效状态：若：

①L2出现在L1和L3之间，且L1≈L3或(α3-α2)≈(α2-α1)时，则该竞争木为完全有效；

②L1>L3≥L2或L3>L1≥L2，表明该竞争木被靠近对象木的竞争木遮挡的胸高端面积小于或等于二分之一，则该竞争木为部分有效；

③仅出现L1、L3，表明该竞争木被靠近对象木的竞争木遮挡的胸高端面积超过了二分之一，则该竞争木为完全无效；