一种基于高程等值线法量测树冠体积的方法

摘要

本发明公开了一种基于高程等值线法量测树冠体积的方法。该方法是在不用伐倒立木的情况下，通过免棱镜激光全站仪获取树冠三维空间坐标，以此绘制树冠的等高线，运用等高线建立树冠的数字高程模型计算出树冠的体积，这大大提高工作效率，降低劳动强度，尤其是避免了由于传统的树木体积过程中，需要砍伐大量的树木以获取区分断面直径，对森林造成损伤大的现象，具有广阔的市场前景。

说明书

技术领域

本发明是关于树冠体积计算的方法，特别是关于立木在不用伐倒时精确测定其体积，用 一种基于高程等值线法量测树冠体积的方法。

技术背景

树冠体积是林业调查规划的必测项目，是检测树木长势，预测树木生物量，反映林地生 产力的重要参数，是数字园林的重要基础数据，因此，一直以来是林业研究的一个热点。多 年来，林业上求解树木体积时，多是采用传统的方法，即是砍伐大量的立木作为样木，利用 伐倒木区分求积式计算材积；这种方法对森林造成的损伤大；在实践中用到立木等长区分求 积法、累高法等立木区分求积法和望高法测定立木材积，虽然避免了森林的损伤，但是限于 测量仪器环境与精度的局限，而且工作量非常大，不利于绿量数据库的建立和数据的存储、 管理和应用统一，“一种基于高程等值线法量测树冠体积的方法”以免棱镜激光全站仪测量树 冠的表面坐标计测树冠体积代替复杂的人工立体量测，同时，该方法计算的体积比常规材积 法计算体积的精度可以提高10倍以上，避免了因城市绿化植物高度较大，使用人工皮尺测量 相对误差较大的弊病。传统的立木材积计算，要么需要砍伐大量的树木，对森林造成的损伤 大；要么需要大量人力量测计算，精度不能满足精准林业测量的要求，在生态环境日益受到 重视和讲究精度和速度的今天，此两种种方法具有不可取之处。用基于高程等值线法量测树 冠体积的方法，不仅可以不用砍伐立木，保护生态环境；而且可以大大提高求解树木体积的 精度和速度，为林业管理部门提供准确的经济规划依据、决策依据。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于高程等值线法量测树冠体积的方法，它是通过免棱镜激光 全站仪在树顶到树冠底部的东、南、西、北、东南、东北、西南、西北八个方向上，每隔相 同的高度采集树冠表面的三维坐标，通过构建数字高程模型量测树冠的体积，它克服了现有 技术存在的不足。

本发明的目的是这样实现的：通过免棱镜激光全站仪在树顶到树冠底部的东、南、西、 北、东南、东北、西南、西北八个方向上，每隔相同的高度采集树冠表面的三维坐标，把相 同高度采集的树冠表面的点圆滑曲线连接起来，形成等高线，首先在建立好的等高线上绘制 方格网，方格边长为图上2厘米，这就将树冠的等高线分成若干份，用线性内插法求出各方 格顶点的高程，并注记在相应顶点的右上方，将设计高程记为0，其中角点体积计算公式： 树冠高度h*1/4方格面积；边点体积计算公式：树冠高度h*2/4方格面积；拐点体积计算公 式：树冠高度h*3/4方格面积；中心点体积计算公式：树冠高度h*1方格面积；树冠的体积 为各方格网的体积的和。

本发明具有以下的优点：利用高程等值线法量测树冠体积的方法计测，不用砍伐立木， 保护了森林；利用免棱镜激光全站仪获取树冠的三维数据，从而获得起树冠的高程等高线， 建立数字高程模型，实现立木的再现，这种量测具有全方位的特点；利用高程等值线法量测 树冠体积的方法计测，效率高、劳动强度小。

具体实施方式

在树顶到树冠底部的东、南、西、北、东南、东北、西南、西北八个方向上，每隔相同 的高度采集树冠表面的三维坐标，通过构建数字高程模型量测树冠的体积。把相同高度采集 的树冠表面的点圆滑曲线连接起来，形成等高线，首先在建立好的等高线上绘制方格网，方 格边长为图上2厘米，这就将树冠的等高线分成若干份，用线性内插法求出各方格顶点的高 程，并注记在相应顶点的右上方，将设计高程记为0，其中角点体积计算公式：树冠高度h*1/4 方格面积；边点体积计算公式：树冠高度h*2/4方格面积；拐点体积计算公式：树冠高度h*3/4 方格面积；中心点体积计算公式：树冠高度h*1方格面积；树冠的体积为各方格网的体积的 和。