基于电子经纬仪及PDA自动量测的电子角规测树原理、功能及精度研究

针对常规角规测树较为粗放的现状,为了满足精准林业的需要,实现单木和林分精准测量,该文以电子经纬仪和掌上电脑为硬件,经PDA编程开发,形成电子角规测树系统,充分发挥了电子经纬仪精密的测角功能和PDA强大的数据处理和存贮功能.利用电子角规可获得树木树干的胸径、树高、任意处直径和材积,树冠部分的表面积和体积,林分的胸高断面积、林分平均高、平均株数、蓄积量和生长量等数据.经过分析,电子角规测树精度为1/7 000,而比特利希角规测树精度总误差达1/32,电子角规的测树精度比普通角规高出200倍以上,其速度也较快.

基于电子角规多重同心圆技术测定森林蓄积

为了实现森林蓄积的精准和实时测定,该文以北京市鹫峰林场部分样地为例,提出电子角规多重同心圆法测定森林蓄积的原理和方法。研究表明,基于电子角规5重同心圆法所测样地的单位面积的森林蓄积值逐渐变小,到第4个同心圆后,森林蓄积值变化趋于稳定,蓄积测定结果可靠。采用普通角规多个观测点测定的森林蓄积分布相对没有规律,变化趋势不明显,尽管角规计数变化率小,但蓄积变化值相对较大。对林相不一致、空间分布不均匀的样地,其森林蓄积观测值精度较低,利用普通角规多点测定森林蓄积的相对误差达40%。电子角规采用望远镜和CCD系统,大大减小了错读和误读的概率,同时,利用PDA配合相应的软件自动计算,实现森林蓄积测定的自动化和精准化。

伐区角规控制检尺调查精度提升方法分析

角规控制检尺法要求调查者具有丰富的实践经验和较高的调查水平,因此在实际应用中如何开展角规控制检尺调查是提高角规控制检尺调查的精度是关键,为了探索提升伐区角规控制检尺调查的精度的方法,本文从伐区外业调查和内业计算等方面,介绍了角规控制检尺调查时,如何精确现场勾绘伐区面积和四至、合理确定角规点的比例成数和数量及布设、断面积测定中角规的选定及绕测技术的实施、伐区坡度测算及系数改正、角规点林木胸径和树高的测量、伐区面积和蓄积量求算,人员管理等方面操作的方法和注意事项,有效地减少调查中人为和系统误差,提升伐区角规控制检尺调查的精度。伐区角规控制检尺调查的精度提升,为实现科学经营管理和合理利用森林资源具有重要的意义。

角规测树与方形样地调查结果的差异分析

利用110块临时方形样地(900 m^2)每木检尺调查和角规绕测调查资料及1 830块固定方形样地(667 m^2)每木检尺调查和角规控制检尺调查资料,以方形样地调查结果为参考,分析角规测树的断面积(G)、林分平均高(H)和每公顷蓄积量(M)的偏差并作配对t检验分析。结果表明:角规绕测G,H,M的平均偏差分别为-15.88%,5.27%和-12.16%;角规绕测G的偏差服从正态分布,但H和M的偏差不服从正态分布;角规绕测的G,H,M与方形样地每木检尺调查结果均存在显著性差异(可靠性为95%);角规控制检尺G的平均偏差为-4.59%;角规控制检尺G的偏差不服从正态分布,并与方形样地调查结果也存在着显著性差异(可靠性为95%)。角规测树偏差主要是操作不够规范、欠认真细致造成的。在森林资源调查中,需要研究和发展先进、可靠、可行的新技术新方法,如机载激光雷达。

谈角规调查应注意的几个问题

论述了角规操作中应注意的事项,对角规样地的布设,角规操作等影响调查质量的情况进行了说明。

消色差光学角规的研究

本文较系统地介绍了透射式光学角规的特点、设计方法及其应用等有关问题，并给出了设计实例和性能评估。

森林资源二类调查方法的改进及角规抽样监测体系的建立

针对我国森林资源二类调查方法与体系的现状进行了分析,采用小班不等概抽样及固定角规点抽样的方法建立森林资源动态监测体系。在理论上论述了小班不等概抽样的估计公式,并给出了具体的证明。在样本组织与估计方面提出了采用利用小班抽样主特征因子与抽样概率成比例的辅助因子、相关系数的方法,指出了采用先验信息具体确定相关系统的估计方法。在动态监测体系中具体给出了采用保留木确定小班蓄积生长量的具体公式。该方法避免了常规二类调查需采用县级加密样地控制方法耗资大、难操作的缺点,使森林资源二类调查自成体系,有利于小班调查与森林生态区域及环境调查结合,实现动态多层次监测。

电子角规测定森林蓄积量及生长量的基础理论与实践

针对常规角规测树较为粗放的现状,该文提出了电子角规测定森林蓄积量及生长量的基本原理与方法.电子角规是电子经纬仪与PDA的有机结合,电子经纬仪测角精确,配合相应的PDA应用程序,可以准确地实现角规的量测胸高断面积功能.电子角规可以实时准确地量测树木材积,从而可以计算各树形高值以计算林分蓄积量;此外,电子角规还可以准确地测量各棵树相对于样点的坡度以进行坡度改正.为了测量蓄积生长量,该文作者在样点设置固定标桩进行两期观测.为了合理地解释森林蓄积生长,该文采用潜在计数值法,它可以合理地计算出进界木在前期的潜在量,林分实际生长量等于保留木、潜在木和进界木生长量之和.

角规三维点抽样估测林分蓄积的形点法冠下削度方程

在角规点上,用形点法测定林分蓄积时,需要直接测定林分的高H.然而在现实林分中,树冠重叠,通视较差,测定林分高H颇为困难.为此,该文运用形点法理论对林分冠下树干的形状结构进行解析,发现采用角规三维点抽样直接测定林分冠下的辅助高Hb及其断面积Gb、近似形点高Ha及其断面积Ga和胸高断面积G后,推导其间的相互关系,能自动生成林分形状指数R和林分高H,于是提出了形点法林分冠下削度方程,方程中不含任何经验参数.所以在测定林分蓄积M时,能避开测定林分高H的通视困难,具有较强的通用性、实用性和准确度,并对估计林分材种材积提供实用的理论依据,是对角规测树理论由二维空间向三维空间发展的重要突破.

角规测树生长理论方法的研究

系统地提出了复测角规固定样点计算林分材积和断面积生长量新的理论和方法体系 ,利用样地保留木的胸高断面积生长率 ,实现对林分生长量的估计。在此基础上应用七坡林场前 4期固定角规样地样木数据对该理论方法进行验证和计算。结果表明 :该方法体系不仅完善了传统方法 ,而且克服了传统方法中测定林分断面积、蓄积零增长及跳跃等现象 ;同时证明了固定保留木胸径生长反映角规样点断面积生长的理论式是无偏的。该方法与以角规张角变化或变角规系数估计林分断面积生长在理论上具有一致性 。

杆式角规器测树原理分析

角规是森林资源调查中使用的重要工具之一,因其调查法操作简单,工作效率高,所以被广泛应用。本研究在严密证明角规测树原理的基础上,分析了杆式角规的设计误差,并提出修正方法,使角规原理与工具设计相统一,进一步完善了角规测树体系。

角规点抽样在林分蓄积量调查中的应用

目前在林分蓄积量调查中，一般采用常规的标准地调查的方法，但这种方法与角规点抽样的调查方法相比，外业检尺数量较多，工作量较大，因此，对于小面积森林资源的调查，角规点抽样确是一种简便易行的调查方法。

利用GIS技术模拟角规测树研究

通过G IS软件对角规测树过程进行模拟,研究不同的角规系数与通视条件对角规测树结果造成的影响.实验结果表明,角规计数需最大样圆才能确定样地中的断面积,而最大样圆受到树木的相对位置、树木的胸径、选用的角规系数的影响;角规系数的选择与角规卡口的宽度与大部分树的胸径有关.最后对G IS模拟角规绕测时树木遮挡情况进行了分析.

角规测树方法的误差分析

本文利用414块人工落叶松林样地实测资料,探讨了角规测树的误差问题。研究结果表明,即使在排除了某些产生偏差因素的情况下,角规常数选择不当,仍然会产生偏小或偏大的误差。这说明角规常数的选择在角规测树中是至关重要的;并说明了角规常数的选择与其它误差相关联,是角规测树的中心问题。

角规复合样地的动态估计方法研究

从角规样地的动态估计方法入手,以角规样地与样圆的复合样地为例,对角规复合样地的动态估计方法进行研究和探讨,提出了两套估计方案,并结合示例对各种方法的优劣进行了对比分析。

智能手机实现虚拟角规的原理与设计

分析了利用智能手机摄像头实现虚拟角规测树功能的原理,讨论了实像尺寸偏差和虚拟角规缺口的关系,给出了计算虚拟角规缺口在摄像头中的实像公式,并结合智能手机中的加速度传感器设计了虚拟角规自动改平功能,为开发智能手机在林业行业中的应用进行了有意尝试。

林分平均胸径100倍圆法与角规、标准地法测树特征的对比分析

通过林分平均胸径100倍圆法与角规及标准地的测树特征比较分析,阐明了林分平均胸径100倍圆法的原理、工具、方法,该方法具有简便、工效快与操作误差小等优势,认为林分平均胸径100倍圆法是一种具有实践应用研究价值与实用技术推广价值的林分断面积测定的新方法,将成为一项具有广阔前景的实用技术。

广西森林资源连续清查角规样地体系评价

广西森林资源连续清查(以下简称"广西连清)"角规样地体系,是我国唯一的以点抽样理论为基础,以固定角规样地为监测载体的省(区)级森林资源连续清查体系。广西连清第7次复查,除了增设的方形样地调查以外,还对原有的角规样地进行了复查,因此本文得以用同时进行调查的方形样地调查结果作为参照对象,对角规样地体系的优点和存在的问题进行定性和定量相结合的综合分析评价。分析评价结果表明,与方形样地比较,角规样地除了具有显著的隐蔽性外,外业工作量只相当于方形样地的53%,两套体系的活立木蓄积量差异仅为3.16%,角规样地和方形样地体系总蓄积量抽样精度分别为94.47%与94.57%,均达到国家森林资源连续清查技术规定要求(≥90%)。角规样地复位率大于规定的98%,样木复位率远大于规定的95%,达97%以上,能满足林木蓄积生长量和消耗量监测的要求。角规样地体系的不足主要是由于漏测木和进测木的存在,导致森林资源的现状估计值偏低,且动态估计精度明显低于方形样地体系。

100倍圆法和角规测定林分株数密度的性能对比分析

林分平均直径100倍圆法在测定林分每公顷胸高断面积的同时,还能测定林分每公顷株数。100倍圆法测定每公顷株数与角规相比较而言,两者的精度如何,两者测定每公顷株数可靠性如何,能否反应林分直径分布规律等都有待验证和评价。对12块马尾松人工林与杉木人工林样地进行了典型抽样调查,通过内业分析发现100倍圆法测定每公顷株数的平均精度为92.28%,角规测定每公顷株数的平均精度为86.23%,100倍圆法测定每公顷株数的平均精度高于角规约6个百分点。同时,100倍圆法野外测量效率更高一些,也更能反应林分直径分布结构分布规律的特点。此方法是理论到实践的首次应用,可使今后的测树工作更加精准方便。