一种便携式树木胸径测量装置的设计

树木的胸径和树干倾斜程度是评价其生长状态的重要数据。为了提高相应数据的采集效率,基于角度传感器和倾角传感器,设计了一款测量树木胸径和树干倾斜角度的一体式测量装置。配合Android端手机APP使用,可实现数据的实时读取、记录、上传等功能。相对于传统的调查作业方式,该装置一方面减少了测量树木胸径和树干倾斜角度所需的时间,同时也精简、综合了测量树木胸径和树干倾斜角度所需的量具,降低了人工作业的劳动强度。

双角激光立木胸径测量仪的研制

胸径是立木生长量测量的主要指标。运用角度传感器、激光测距传感器、超声波测距传感器研制了一款双角激光立木胸径测量仪,并结合电脑端上位机实现了数据上传、存储等功能。实测表明:与围尺相比,总体偏差为-0.82%、测量精度为98.23%;与卡尺相比,总体偏差为0.35%、测量精度为98.02%。与相关电子测量仪相比,测量范围扩大,功能更为丰富,效率更高,适用性更广。

基于光学三角形法与图像处理的立木胸径测量方法

为提高林木胸径测量精度,减少劳动负荷,结合光学三角形法、图像处理及最小二乘拟合法,研究一种新的立木胸径测量方法。通过理论分析制定算法,搭建测量系统,对5株不同径级的立木进行测量计算,实验结果表明,采用光学三角形法的测量算法计算的直径精度较高,误差一般小于22 mm,相对误差率小于5.5%。

一种基于单CCD与经纬仪的树木胸径测量方法

提出一种基于单CCD相机与经纬仪的树木图像的胸径测量方法,利用单CCD相机采集的树木图像信息,经过阈值分割、开运算、边缘提取等步骤提取树木胸径二维坐标;利用经纬仪采集的角度信息转换经纬仪旋转坐标系、相机光心坐标系和图像坐标系,得出胸径的三维坐标,最终计算出胸径尺寸。采集了八组树木胸径,平均绝对误差为7.36 mm,平均相对误差率为2.46%,完全满足精度要求,验证了将单CCD相机与经纬仪应用于树木胸径测量的方法是可行的。

数显树木胸径测量仪结构设计及工作原理分析

传统树木胸径测量主要采用胸径围尺和树木胸径卡尺来实现,这两种工具都是人工读数,存在人为误差,耗时费力,效率较低。为了克服传统树木胸径卡尺所存在的不足,本文对传统胸径卡尺进行再设计,利用传感器技术、微计算机技术和集成电路技术,在传统胸径卡尺结构基础上,增加了容栅传感器、单片机和LED显示器等数显构件,并通过设计不同功能的电路使各构件有机结合,分析各关键构件的结构、工作原理及功能实现方式,最终实现树木胸径卡尺的数显功能。

基于智能手机与机器视觉技术的立木胸径测量方法

针对现有森林资源调查中立木胸径测量工作劳动强度大、效率低,先进设备操作复杂、成本高等问题,结合相机标定、三维重建、机器视觉和近景摄影测量等技术,探索基于智能手机与机器视觉技术的立木胸径测量方法。通过智能手机获取待测立木的图像信息,运用Lab颜色空间模型(Lab color model)和3×3算子对图像进行卷积运算,得到立木图像的视觉显著图;结合HSV颜色模型(色调H,饱和度S,明度V)中的H分量增强图像中立木树干部分的颜色对比度,通过图像分割算法识别并获取自然环境下的目标立木轮廓区域;通过一种改进的带有非线性畸变项的相机标定模型标定智能手机的相机内、外参数,并借助相机参数和二维图像信息进行三维世界坐标重建,从而实现树干1.3 m处胸径的测量。经验证,一定距离内胸径测量结果的相对误差小于2.50%。该方法测量精度较高,符合森林资源调查对胸径测量的精度要求,可应用于森林资源调查。

基于智能手机图像分析的树木胸径测量研究

树木信息的采集是森林资源调查的基础,通过安卓智能手机图像处理的研究,为单株树木胸径信息的采集提供简单、高效的测量方式,在野外环境复杂或者没有仪器的时候,也可以进行较为准确的树木胸径估测。利用安卓智能手机上的图像处理技术,结合近景摄影测量原理,该文提出了2种测定单株树木胸径的方法:第1种是基于近景摄影测量技术的测量方法。此方法通过手机摄像头摄像时传感器获取的手机倾斜角度和变化测量位置后测得的高度差,利用三角函数计算得到立木胸径;第2种是基于图像立木边缘提取的测量方法。此法利用边缘检测算子得到树木的轮廓,再根据比例因子,结合用户输入的参数和应用程序获取的手机相关参数计算立木胸径。最后开发了相应的智能手机App(Application,应用软件)。结果显示,基于近景摄影测量技术的测量方法,其绝对误差的绝对值在8 cm以内,平均相对误差为6%;基于图像立木边缘提取的测量方法,其绝对误差绝对值在5 cm以内,软件测量胸径与卷尺间接测量的直径值之间平均误差为11.08%。这说明,2种方法软件测量结果精度较高,适合野外操作;相比较而言,第2种方法测量结果更加稳定,更加具有实用性。

基于容栅传感器的立木胸径测量装置研制

立木胸径是森林资源调查的重要指标。为了快速、精准地获取立木胸径,基于容栅传感器设计并实现了一款测量装置,实现胸径测量、数据上传、存储分析一体化。装置轻便、手感舒适,理论上最小分辨率可达0.01 mm、满量程测量精度为0.001 44%,野外测量试验表明:装置的测量精度高,与卡尺的测量结果比较平均绝对误差MAE为0.36 mm(0.26%)、均方根误差RMSE为0.80 mm(0.48%),与围尺的测量结果比较平均绝对误差MAE为4.72 mm(3.10%)、均方根误差RMSE为6.29 mm(3.07%);装置的测量效率高,平均每棵树木耗时仅需10.64 s;相比传统卡尺,效率提高5倍以上;相比传统围尺,效率提高6倍以上。

基于角度传感器的树木胸径测量装置研制

为了实现树木胸径高精度数字化测量,在分析角度传感器原理的基础上,研制了一款基于角度传感器的树木胸径测量装置,结合安卓端上位机实现了数据存储、编辑和上传等功能。野外试验表明:与围尺、卡尺测量结果比较,偏差(BIAS)分别为-0.17 cm(-0.89%)、0.09 cm(0.52%),均方根误差(RMSE)分别为0.39 cm(2.07%)、0.42 cm(2.25%);8个树种间胸径测量精度达98%。与传统测量方法相比较,无需人工读取、录入数据,在森林资源调查上有广阔的应用前景。

关于森林资源连续清查工作中提高样木胸径测量精度的探讨

天保工程实施以来内蒙古大兴安岭林区林木蓄积得到了明显的提高,而如今林业又面临可持续发展的好时机,而检验成果和计划未来都需要一批可靠的数据,森林资源连续清查是提供这些数据的可靠来源,为了保证数据的可靠性,我们对样木调查胸径测量方面进行了认真研究、积极改进,得到了良好的效果。

基于单站三维激光扫描数据的林木胸径提取方法

2018年4月以天津市滨海新区海滨大道临港工业区段西侧约1km绿化段为试验区域,通过地面三维激光扫描仪获取单站点云数据,基于最小二乘圆拟合算法,利用LISP语言编制程序对林木胸径值进行自动提取,再通过现场抽测39株‘107杨’Populus×euramericana‘74/76’和65株刺槐Robiniapseudoacacia树对计算结果进行精度统计。结果表明,‘107杨’计算中误差为0.8cm,刺槐计算中误差为0.7cm,整体计算中误差为0.7cm,整体计算中误差<1cm。表明采用最小二乘圆拟合算法对单站点云数据进行胸径计算,效率更高、精度可靠,可应用于实际工程项目中。

拉绳式电子测径尺的研发及其测径效果分析

【目的】开发一种拉绳式电子测径尺,以解决围测类测径仪器因柔性尺面宽度而影响测量精度的问题,同时实现林木胸径外业数据的高效采集和内业高效记录。【方法】基于经典围测原理,以钢绳、卷盘、无刷直流电机和光电编码器为主要结构,研发了拉绳式电子测径尺。以钢尺测得的样木圆盘直径(8个方向测量)均值作为真值,利用拉绳式电子测径尺、柔性尺面电子测径尺、围尺和卡尺(2个方向测量),分别测量了20个近似圆形胸高圆盘(规则圆盘)的直径和20个不规则胸高圆盘的直径,比较各仪器测径的方差、准确度和t检验结果;用4种仪器分别测量7号样木规则圆盘直径和27号样木不规则圆盘直径,连续测6次,比较各仪器测径的精密度;用4种仪器分别测定10个规则圆盘和10个不规则圆盘的直径,记录平均耗时,比较各仪器的测径效率。【结果】拉绳式电子测径尺、柔性尺面电子测径仪、围尺和卡尺测量规则圆盘直径的准确度分别为0.045,0.205,0.115和0.140 cm,精密度分别为0.017,0.067,0.067和0.200 cm,方差分别为33.267,33.401,33.532和33.443;测量不规则圆盘直径的准确度分别为0.120,0.295,0.205和0.280 cm,精密度分别为0.058,0.092,0.067和0.350 cm,方差分别为22.525,22.908,22.611和21.607;测径平均耗时分别为6.9,7.5,7.7和13.9 s。【结论】拉绳式电子测径尺的测量精度和测径效率均优于柔性尺面电子测径仪、围尺和卡尺,不仅可满足森林资源连续清查和森林资源规划设计调查的精度要求,还能大大缩减外业测量和内业录入的成本。

新疆鄯善碱泉子—巴里坤洛包泉活动断裂带研究

通过对碱泉子—洛包泉活动断裂带中碱泉子、红山口及洛包泉3 条活断层断坎微地貌的实测,尤其是对洛包泉活断层地衣直径及醉汉林胸径的实测,认为碱泉子活断层中全新世以来的垂直活动速率为0.99±0.02 m m /a～1.85±0.03 m m /a;红山口左旋正断层构成顺坡向断层陡坎,坎高1.6～7.0 m ,中全新世以来垂直活动速率为0.26±0.02 m m /a～0.95±0.06 m m /a,按其形成的水系左错1.6～2.8 m 计算,其水平活动速率为0.22±0.01 m m /a～0.38±0.03 m m /a,红山口活断层滑动速率为0.35～1.02 m m /a;洛包泉活断层地表破裂带长13 km ,断坎高3.6～14.8 m ,是由1914 年8 月5 日发生的7 12 级地震造成的。

绿化树种——红瑞木栽培管理技术

红瑞木是山茱萸科梾木属的落叶灌木,花序大而美丽,果白色,枝条鲜红,在北方的冬季与雪相衬分外诱人,适应能力极强,能耐-5O℃的低温,是难得的北方冬赏树种之一。

全站仪在森林生态系统大样地定位中的应用

本文介绍全站仪在森林大样地内进行放样测量、树高测量及胸径测量的原理与方法,通过误差传播定律分析其测量的精度,结果表明:全站仪在森林生态调查定位中是可行的。放样距控制点300m的方格顶点的精度可达到1/100,树高测量的精度可达到1/250,胸径测量的精度可达到1/50,可满足林业调查规范的要求。对于日后森林生态系统大样地的设置及树木测量具有参考意义。