专利名称：一种基于高程等值线法量测树冠体积的方法
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。
背景技术：
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*l/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*l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。
具体实施例方式
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*l/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*l方格面积；树冠的体积为各方格网的体积的和。
权利要求
1.一种基于高程等值线法量测树冠体积的方法，其特征是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。
2.根据权利要求1所述的一种基于高程等值线法量测树冠体积的方法，其特征是其中构建数字高程模型的方法如下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。
3.根据权利要求1所述的一种基于高程等值线法量测树冠体积的方法，其特征是其中量测树冠体积的方法如下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*l/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*l方格面积；树冠的体积为各方格网的体积的和。
全文摘要
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。
文档编号G01B11/00GK102252612SQ20111016461
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者何诚, 冯仲科, 刘德庆, 姚山 申请人:北京林业大学