MINI测树超站仪的研制与技术应用研究

摘要

本研究从森林资源调查与监测理论基础着手，以相似三角形几何原理、三角函数原理、激光测距原理、摄影测量原理、图像识别原理、计算机视觉原理等为理论基础，以计算机科学技术、电路集成技术、模式识别技术、单片摄影测量解析技术等为手段，成功研制出多功能MINI测树超站仪并对其功能具体技术应用进行了测试验证，阐述了信息化背景条件下森林计测技术原理与方法。研究了单木测量技术原理与方法、样地调查技术原理与方法。通过实验对比分析，验证了新技术、新方法的高效便捷性。解决了我国现有森林资源野外调查与监测技术方法耗时、费力、精度差以及野外调查数据需在内业处理过程中二次录入等难题。为我国实施精准林业和建设林业信息化平台提供有效技术支撑和技术服务。主要研究内容和结论如下：
　　1.MINI测树超站仪的研制
　　研究根据我国森林资源调查技术现状，借鉴国外森林资源调查设备技术，应用多种技术原理与科学技术方法，结合微电子集成技术成功研发出一款适合我国森林资源调查技术需求的多功能MINI测树超站仪。
　　2.单木测量技术原理与方法研究
　　研究基于多功能MINI测树超站仪的单木测量功能，可实现任意处树干直径、树高的测量以及材积的测定。经过同一地区不同树种的大量实验验证，其胸径测量精度范围为97.13~98.25％，树高测量精度范围为97.88～98.91%，材积测量精度范围为95.14%～96.73%。
　　3.样地计测技术原理与方法研究
　　研究基于多功能MINI测树超站仪的样地计测功能，提出一种微多边形法样地调查观测技术，并以5棵树为例进行森林样地调查。共观测获得100块样地数据，选取其中72块具有代表性的样地数据作为实验用据，以每木检尺值作为理论真值。试验结果表明林分平均高测量平均相对误差2.32%、相对误差绝对值平均值5.75%；林分平均胸径平均相对误-3.02%、相对误差绝对值平均值8.99%；林分株数密度测量平均相对误差-0.53%、相对误差绝对值平均值7.15%；林分蓄积量测量平均相对误差4.02%、相对误差绝对值平均值6.25%。其测量精度满足国家森林固定样地调查技术标准规范规定。但尚未论证以几边形为最优。可以试用该方法进行森林调查，且能否广泛推广仍需进一步验证。
　　多功能MINI测树超站仪的研制，并成功应用于森林资源调查与监测使其作业效率和质量得到显著性提高。其外业工作时间和工作强度明显降低，内业的自动化和信息化程度水平得到不断提升，与此同时森林资源调查与监测的精度得到显著性提高。信息化森林计测技术与方法，正逐渐取代传统技术方法，将在森林资源调查与监测中得到广泛的应用，为我国实施精准林业提供有效技术支撑。

目录

封面

目录

中文摘要

英文摘要

第1章 绪 论

1.1 课题的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 我国森林观测技术与方法长期存在的问题

1.4 研究内容与方法

1.5 本章小结

第2章 研究区概况及试验数据获取

2.1研究区示意图

2.2自然地理条件

2.3森林资源情况

2.4气候情况

2.5地貌情况

2.6试验数据获取

2.7本章小结

第3章 MINI测树超站仪的研制

3.1硬件结构与组成

3.2设备集成

3.3本章小结

第4章 MINI测树超站仪的技术应用

4.1单木测量

4.2 样地计测

4.3本章小结

结论与讨论

1. 主要研究成果和创新点

2. 结论

3. 展望与设想

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

声明

致谢