计量对国家科技创新发展的影响及对策建议

在当今科技全球化的发展浪潮中,计量成为国家科技创新体系的重要组成部分,以及产业发展的重要技术基础。国务院印发《计量发展规划(2021-2035年)》,指出计量是实现单位统一、保证量值准确可靠的活动,是科技创新、产业发展、国防建设、民生保障的重要基础,是构建一体化国家战略体系和能力的重要支撑。纵观历次科技革命的演进,计量成为敲开科技创新“未来之门”的关键。计量精度的每一次提高,都为相关领域的技术创新、技术进步带来新动力。中国科技自立自强的发展之路,需要学习借鉴发达国家推动计量助力国家科技创新的先进经验,优化计量规范之纲,稳固计量发展之基,强化计量应用之要,架起计量国际合作之桥,促进国家创新体系建设。

三维激光扫描系统在立木材积测定中的应用

该文提出了一种测定疏林立木材积的新方法,即利用三维激光扫描系统测量立木材积并建立材积表.采用该方法在标准地内按径阶对立木进行三维扫描,可以获取基本测树因子(包括立木的胸径、树高、冠幅)和三维立木模型,由Cyclone扫描软件可以计算立木材积.由扫描获取的立木胸径和树高能够回归建立二元立木材积方程.为检验扫描获取的基本测树因子的精度以及材积方程的适用程度,将扫描后的立木伐倒,并采用区分求积法实测材积.对比扫描数据和实测数据,扫描获取的基本测树因子和扫描材积均满足精度要求,说明这种新方法能够用于森林资源调查和建立立木材积表.

三维激光扫描系统在林业中的应用研究

该文介绍了三维激光扫描系统的组成、工作原理及仪器的性能指标、特点和操作方法.通过甘肃省小陇山林区实验,首次将三维激光扫描系统引入林业调查.通过三维激光扫描仪获取单株立木空间点云数据,利用软件建立了立木三维模型.从三维模型上可直接量测立木树高、胸径、冠幅和计算立木材积,利用获取的材积可进一步建立立木材积方程和编制立木材积表.通过与伐倒木实测数据对比,采用该系统获取的测树因子和立木材积均满足林业调查的精度要求.研究表明,采用三维激光扫描系统可实现对疏林单株立木的无损伤、高效、精准监测,可在森林资源调查中应用.

奥运会田赛全站仪自动测定系统

随着体育事业的发展,运动员之间的竞争愈加激烈,成绩也越来越接近,有时甚至不易区分,这时若还用如皮尺这样的传统测量仪器就很难满足现代奥林匹克运动会的要求,这就要求采用更加精准的测量仪器和手段裁定比赛。“数字奥运”是适应全球进入信息社会,实现“科技奥运”承诺的系统工程。本文提出将全站仪这种精密测量仪器应于于奥运会田赛项目的测量,阐述了其测量的数学原理,分析了误差来源并进行了定量研究,最后提出了如何结合计算机网络及通讯设备建立奥运会田赛全站仪自动测定系统,实现自动、实时、准确地裁定和报告比赛成绩。

甘肃小陇山森林植被碳库及其分配特征

为准确估计甘肃小陇山林区森林植被的碳库大小，应用干烧法对该地区主要林分类型的13种乔木、14种灌木、10种草本植物的不同器官和7类林分的枯落物有机含碳率进行了测定，同时利用生物量标准地资料对8类林分的乔木层平均含碳率及森林植被的储碳密度和碳储量进行了估算，并分析了林分各组分的碳储量分配特征。结果表明：锐齿栎、油松、栓皮栎、白桦、红桦、日本落叶松、华山松、云杉、秦岭冷杉、水曲柳、大叶椋子木、五角枫、辽东栎13种乔木树种的器官平均含碳率范围为0．4501～0．5049，14种灌木和10种草本的器官平均含碳率分别为0．4446和0．3270，7类林分枯落物平均含碳率为0．4221。该地区8类林分的乔木层平均含碳率范围为0．4676～0．4976；小陇山林区森林植被层平均储碳密度为39．4254t hm^-2，总碳储量为13．3579Tg。8类林分总碳储量分配中，乔木层占98．07％±0．73％，灌木层占1．38％±0．43％，草本层占0．17％±0．08％，枯落物层占0．37％±0．37％。甘肃小陇山8类林分乔木层的平均储碳密度值与我国及世界各地森林平均储碳密度的一些估计值基本接近。

三维激光扫描成像系统在森林计测中的应用

该文介绍了三维激光扫描成像系统的组成、工作原理、仪器的性能指标及软件功能.通过在甘肃省小陇山林业局的试验,总结了三维激光扫描成像系统进行精准测树的流程、内业数据处理方法、提取各种测树因子的方法、测量立木材积以及树冠体积的方法.结果表明:使用三维激光扫描成像系统可以获取树木的立体模型,得到某些传统方法难以获得的数据,如树冠体积、表面积等,并且可以随意重复量测;通过扫描获得的树木材积可以替代传统的区分求积方法,建立材积表不再需要大量伐树;使用立木扫描模型解决了树冠测量的难题.因此,将三维激光扫描成像系统作为精准测树工具,是一种切实可行的方法.

三角高程法树高测量与精度分析

树木高度的测量工作是林业生产、科研、教学和森林调查的一项重要工作,是评价立地质量和林木生长状况的重要依据.该文介绍了三角高程测定树高的方法,说明了测量原理及测量过程,推导出三角高程测量树高的通用公式,并根据林区的地势和地形条件的不同,提出相应的水平距离的测定方法,通过对实验数据进行分析阐明三角高程测量树高的精度.得出结论:三角高程测量树高的方法精度可以满足林业上测树的精度要求,而且该方法简单、方便、实用,值得在森林调查中广泛应用.

林地面积量算方法的比较研究

为解决林地面积测量计算的难题 ,作者通过对各种面积量算方法的比较研究 ,总结了各种量算方法的优缺点和适应性 ,比较了仪器实测与图上量测林地面积精度之间的关系 ,得知图上量测林地面积的精度因存在不可避免的系统误差而比仪器实测林地面积的精度低 .最后 ,该文着重推导了利用三次样条法测定林地面积的数学原理 ,并对梯形公式法、辛普生法、等距三次样条法和三次样条法对于林地面积边界不规则曲线的拟合原理进行了分析比较 .结合对中国科协北京绿化基地地块同精度的GPS测量试验结果 ,与运用上述 4种方法量算面积的精度结果进行比较 ,得知三次样条法量算林地面积的精度最高 ,且便于实时差分GPS(RTDGPS)作业 .

大长度激光测量中阿贝误差消除方法的研究

提出一种基于3路独立激光干涉仪消除大长度激光测量中的阿贝误差的方法，3路干涉仪的安装位置可布置成任意三角形。通过3路干涉仪的测量结果及被测仪器与3路干涉仪安装位置的几何关系，构造一路与被测仪器同光路的虚拟干涉仪，推导虚拟干涉仪的测长公式。该算法对于涉仪的安装位置无特殊要求，在实践中易于实现。为验证算法的有效性，依托于室内80in大长度标准装置，通过改变被测仪器安装位置，在45m范围内进行了3组不同的验证实验。实验结果显示消除阿贝误差后，残余的其它误差的最大值仅为1．10μm，该算法可有效地消除阿贝误差。

三维激光扫描仪球形靶标测量方法与精度评定

球形靶标是三维激光扫描仪检定、坐标系转换等测量任务中的主要手段,通过获取球形靶标的中心坐标可以评定三维激光扫描仪的测量精度。本文结合三维激光扫描仪野外测量和室内检定的要求,提出了四种球形靶标球心测量方案,并结合某三维激光扫描仪检定场,对不同测量方案的特点和精度进行了分析。

三维前方交会法测量树高及其精度分析

为了解决森林调查中因地形起伏不能通过皮尺或者视距法获得测站与目标树的水平距离,而导致不能通过一般三角测量的办法来测量树高的问题,该文将测量高程的前方交会法应用到测树上来获得树高数据.前方交会法的内容为两台仪器与目标树构成一个三角形,测量两台仪器中心的斜距和三个夹角,利用正弦定理推算目标树与一台仪器的水平距离,然后再测得树顶和树根两处的天顶距,利用三角测量获得树高.经纬仪和罗盘仪是森林调查中常用的工具,通过对该模型的精度分析和实验发现经纬仪采用此方法可以控制误差在5%以内,满足林业上的测量要求,而罗盘仪采用此方法误差范围超过5%,不能满足要求.此方法可以配合经纬仪进行树高测量.

边坡位移监测研究现状述评

滑坡是一种危害性严重的自然灾害,威胁着人民的生命财产安全,并有可能产生巨大的经济损失。边坡位移监测是保证边坡在施工和使用期内安全的重要手段和措施。文章主要介绍了目前国内外使用较多且较成功的边坡监测的技术手段,分3个阶段对边坡位移时间预报模型的研究现状进行了综合叙述,并分析了边坡监测的发展趋势同时做出了展望,为边坡的稳定性评价、防治工程设计和滑坡治理提供了参考依据。

同一铅垂面两次设站法树高测量及其精度分析

树高是评定立地质量和林木生长状况的重要依据,是林业调查的必测项目.该文提出了在复杂立地条件下,特别是在陡坡地带,水平距离难以测量的情况下,采用在同一垂面两次设站的方法对树高进行测量.说明了测量原理和测定过程,推导出了采用该方法计算树高的数学公式,并依据误差传播定律推导出误差模型,进行精度分析.在陡坡条件下选取符合条件的单木,以经纬仪和皮尺作为测量工具多次进行实验,并配以全站仪同步测量进行检核,通过对大量的实验数据进行分析比较,发现采用该方法测量的精度在1%以内,满足精度要求,而且测定方法简捷.

林冠与山地对GPS定位精度的影响及消减对策

为解决林冠与山地对RTDGPS定位精度影响的难题 ,作者在不同地类、不同地形、不同测程、不同林冠下进行RTDGPS复测实验 ,并获得数据 .通过数据统计分析 ,得出RTDGPS定位精度随上述因素变化的具体规律 .提出了应用高增益天线法、砍树剥枝法、升高天线高于树冠法、伪卫星法、GLONASS法、差分GPS +气压计法、延长观测时间法、插转台法等多种对策 ,在测区内高处设置插转台进行观测、选取适当的觇标高、选用适当的历元数等手段 ,通过增强GPS接收卫星的信号 ,提高定位精度 ,消减林冠、地形。

基于GIS的房地产权籍信息系统模式的探讨

为实现房地管理中公共信息资料的有效共享,适用目前房地合一化管理的趋势,本文提出将地形图、地籍图和房产图统一利用来采集数据,采用房屋附图实现单户房屋信息与地籍图上的房屋信息的关联,用基态修正模型来管理时空数据,为基于GIS的房地产权籍信息系统的建设提供参考。

加测竖角的双点后方交会三维定位

定位技术在林业工作中起着重要的作用,同时由于林地的广阔、闭郁及交通不便等特点又给定位工作提出新的要求。从经济性和实用性出发,本文讨论一种加测倾角的双点后方交会三维定位方法。其主要特点是只在待定点上安置一次仪器,对两个已知点观测三个参数,即两个竖直角和一个水平角,与常用的前方交会、后方交会定位方法相比,其观测数据少,同时,解决林区定位通视条件困难给定位工作带来的困难。文中对相关三维后方交会的数学模型进行了推证,并根据实例进行了误差分析。

精密测距仪——μ—base测距精度测试方法与分析

新型μ-base精密测距仪是一款高精度基线测距仪，它采用ADM测距原理，在使用角隅棱镜（CCR1．5“，RRR1．5”）时，其在160m的范围内的测距精度优于10μm。本文在分析ADM测距原理的基础上，利用双频激光干涉仪校准装置，采用“平面镜反射扩大量程”的方法，对仪器的测距精度、测程等指标进行测试，对测量的结果进行了评定和分析，并给出一些可较大程度保证其精度的使用条件和使用方法。

时间计量理论及其发展

时间作为基本的物理量之一,在科学研究、国防与经济建设以及人们日常生活中发挥着重要作用。通过系统回顾时间计量系统的发展历程,详细阐述了各时期时间计量系统建立的理论基础与方法,研究了各种时间尺度的定义及具体实现,给出了各时间系统之间的转换关系,分析梳理了各自的优缺点,并对计时系统未来可能的发展方向作了展望。对于系统学习并深入理解时间计量理论发展历史与高精度时间计量数据处理与应用具有一定参考价值。

加测竖角的双点后方交会三维定位

定位技术在林业工作中起着重要的作用,同时,由于林地的广阔、闭郁及交通不便等特点又给定位工作提出新的要求。从经济性和实用性出发,本文讨论一种加测倾角的双点后方交会三维定位方法。其主要特点是只在待定点上安置1次仪器,对2个已知点观测3个参数,即2个竖直角和1个水平角。与常用的前方交会、后方交会定位方法相比,其观测数据少,同时,解决了林区定位通视条件差给定位工作带来的困难。对相关三维后方交会的数学模型进行了推证,并根据实例进行了误差分析。

基于传感器阵列的野外基线环境参数自动测量系统研制

为了保证野外测距精度,研制了一套环境参数自动测量系统,该系统通过在野外基线沿线布置密集的气温、气压与湿度传感器阵列,精确测量光路气温、气压及湿度等环境参数,进行空气折射率修正。采用μ-base测距仪在不同气候条件下进行验证实验,测量距离为144 m。实验结果表明,采用该系统测量环境参数,进行空气折射率修正,其修正误差引入的距离测量不确定度优于3.0×10^(-7)(k=2)。