一种森林样地境界及样木位置的测量方法技术

本发明专利技术涉及森林样地境界的测量方法及样木位置的测量方法，电子定位桩固定于森林样地角点，水平手持连接有移动计算终端，搭载两个测距模块的可旋转移动测量终端，获取移动测量终端两个测距模块和电子定位桩的距离，实时标记当前距离电子定位桩位置、距离，引导用户行进至目标角点位置。在目标角点位置，旋转部至垂直，获取移动测量终端两个测距模块和电子定位桩的距离，计算移动测量终端水平距离，反复调试后确定目标角点位置，完成森林样地所有角点测量。样木位置测量在已确定样地境界，使用移动测量终端按预定路线完成所有样木测量，绘制固定样木位置图。本发明专利技术测量方法简易，精度可靠，可以大幅提升测量效率。可以大幅提升测量效率。可以大幅提升测量效率。

【技术实现步骤摘要】
一种森林样地境界及样木位置的测量方法


[0001]本专利技术涉及物联网及地理空间数据采集、计算、处理领域，具体涉及一种森林样地境界及样木位置的测量方法。

技术介绍

[0002]森林资源调查常采用局部实测调查代替全林调查，其中以抽样理论为基础，随机布设调查样地计算推算林分总体的方法为抽样调查法，其布设的实测地块称为抽样样地（简称样地）；以林分平均状态为依据典型选取实测调查样地的方法为标准地调查法，其布设的实测地块称为典型样地（简称标准地）。
[0003]准确测量样地（标准地）的位置和面积是开展调查的前提，目前样地（标准地）境界测量的方法主要由三种。一是罗盘仪法，使用罗盘仪测角，皮尺或是测绳测距，按照闭合导线法进行精度控制，使用最为广泛，缺点是测量需要通视条件，因此必须清除样线上的灌木、杂草等遮挡物，如果地形复杂或是树木遮挡，需要增设测量站进行转站测量，对于样线坡度大于5
°
时，要使用三角函数原理进行改平，导致整体方法精度差、流程复杂和效率低。二是全站仪法，其优点是精度高，计算快，但仍需要通视条件并且设备较重，携带不方便。三是GPS和RTK定位法，其优点是无需通视条件，设备小巧，但在林下定位精度低，可以用于样地定位，但在境界和样木位置测量中难以达到精度要求。
[0004]综上所述，亟需提供一种操作简单，测量方法简易，精度可靠，可以大幅提升测量效率的森林样地境界及样木位置的测量方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种操作简单，测量方法简易，精度可靠，可以大幅提升测量效率的森林样地境界及样木位置的测量方法。
[0006]上述目的是通过如下技术方案实现：一种森林样地境界的测量方法，所述森林样地包括四个角点，所述四个角点按时针转动方向分别为P1、P2、P3和P4，P1与P2之间的距离为样地宽度，P2至P3之间的距离为样地长度，使用移动测量终端进行移动测量，所述移动测量终端设有移动测量模块，所述移动测量模块包括微处理器、第一无线测距模块、第二无线测距模块和第一无线通信模块，所述移动测量终端包括支撑部和旋转部，所述旋转部的中部与所述支撑部转动连接，所述旋转部的两端分别设有所述第一无线测距模块和第二无线测距模块，具体包括如下步骤：（1）依据调查需求确定样地类型，若样地类型为新设样地和传统固定样地，则执行步骤（2），若样地类型为智能固定样地，则执行步骤（3）；（2）在森林样地的角点P1布设电子定位桩，所述电子定位桩设有第三无线测距模块和第二无线通信模块；（3）启动电子定位桩和移动测量终端，移动计算终端连接移动测量终端；（4）移动计算终端搜索电子定位桩，激活电子定位桩后建立连接，获取电子定位桩
位置；（5）以设置电子定位桩的角点P1为原点，P1和P2的连线方向为Y轴，P1和P4的连线方向为X轴，建立坐标系，移动测量终端从P1依次移动至P2、P3和P4后再返回至P1，行进过程中，保证旋转部两端的第一无线测距模块与第二无线测距模块在同一水平，测量的第三无线测距模块与第一无线测距模块、第二无线测距模块之间的距离，移动计算终端计算电子定位桩至旋转部中心的斜距以及旋转部中心的横坐标或纵坐标，并确定是否在森林样地内，移动计算终端记录P2、P3和P4的位置坐标；其中，从P1移动至P2行进过程中，计算旋转部中心的横坐标，保持横坐标的值为0的方向移动，当计算的电子定位桩至旋转部中心的斜距等于样地宽度且横坐标为0时，旋转部旋转至垂直设置，保证旋转部两端的第一无线测距模块与第二无线测距模块在垂直方向，移动计算终端计算移动测量终端投影至水平面后的纵坐标，确定P2的位置；从P2移动至P3行进过程中，计算旋转部中心的纵坐标，保持纵坐标的值为样地宽度方向移动，当计算的电子定位桩至旋转部中心的斜距等于森林样地的斜边长度且纵坐标的值为样地宽度时，旋转部旋转至垂直设置，保证旋转部两端的第一无线测距模块与第二无线测距模块在垂直方向，移动计算终端计算移动测量终端投影至水平面后的横坐标，确定P3的位置；从P3移动至P4行进过程中，计算旋转部中心的横坐标，保持横坐标的值为样地长度的方向移动，当计算的电子定位桩至旋转部中心的斜距等于样地长度且横坐标为样地长度时，旋转部旋转至垂直设置，保证旋转部两端的第一无线测距模块与第二无线测距模块在垂直方向，移动计算终端计算移动测量终端投影至水平面后的纵坐标，确定P4的位置；从P4移动至P1行进过程中，计算旋转部中心的纵坐标，保持P3与P4的纵坐标的值为0的方向移动，最后回到P1位置，完成境界测量。
[0007]进一步的技术方案是，所述步骤（5）中设定第三无线测距模块的位置为A，所述第一无线测距模块的位置为B，所述第二无线测距模块的位置为C，所述电子定位桩至旋转部中心的斜距的计算公式如下:式中，L
T
为第一无线测距模块与第二无线测距模块之间的距离；L
ab
为第三无线测距模块与第一无线测距模块之间的距离；L
ac
为第三无线测距模块与第二无线测距模块之间的距离；S
i
为电子定位桩至旋转部中心的斜距；∠B为A、B的连线与B、C连线的夹角。
[0008]需要说明的是，本专利技术的计算公式中，设定当旋转部中心在样地边界上时，所述第
一无线测距模块的位置，即位置B在样地外，旋转部旋转垂直后，所述第一无线测距模块的在第二无线测距模块的上方，即位置B在位置C的上方；进一步的技术方案是，所述步骤（5）中从P1移动至P2以及P3移动至P4行进过程中的旋转部中心的横坐标的计算公式为：式中，X
i
为旋转部中心在水平面的横坐标。
[0009]进一步的技术方案是，所述步骤（5）中从P2移动至P3以及P4移动至P1行进过程中的旋转部中心的横坐标的计算公式为：式中，Y
i
为旋转部中心在水平面的纵坐标。
[0010]进一步的技术方案是，所述步骤（5）中，确定P2和P4位置时移动测量终端投影至水平面后的纵坐标的计算公式以及确定P3位置时移动测量终端投影至水平面后的横坐标的计算公式为：。
[0011]进一步的技术方案是，所述步骤（5）中确定旋转部中心是否在森林样地内的计算公式为：式中：P
i
为当前旋转部中心是否在森林样地范围，若为1，则为在森林样地范围；若为0，则不在森林样地范围；L
l
为设置森林样地的长度，L
W
为设置森林样地的宽度。
[0012]进一步的技术方案是，所述步骤（5）中在P2、P3和P4的位置确定时还包括校准的步骤，确定P2和P4位置时，计算P2和P4的纵坐标后，计算样地宽度与此时纵坐标的差值，计算公式如下：式中，R1为样地宽度与此时纵坐标的差值；若R1为0，当前位置则为P2或P4，若不为0，则将旋转部水平设置后，保持X
i
=0或X
i
=L
l
继续移动值为R1的距离，移动后，将移动测量终端的旋转部垂直设置，再次计算Y
i
和R1，直至R1为0，确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种森林样地境界的测量方法，所述森林样地包括四个角点，所述四个角点按时针转动方向分别为P1、P2、P3和P4，P1与P2之间的距离为样地宽度，P2至P3之间的距离为样地长度，其特征在于，使用移动测量终端进行移动测量，所述移动测量终端设有移动测量模块，所述移动测量模块包括微处理器、第一无线测距模块、第二无线测距模块和第一无线通信模块，所述移动测量终端包括支撑部和旋转部，所述旋转部的中部与所述支撑部转动连接，所述旋转部的两端分别设有所述第一无线测距模块和第二无线测距模块，具体包括如下步骤：（1）依据调查需求确定样地类型，若样地类型为新设样地和传统固定样地，则执行步骤（2），若样地类型为智能固定样地，则执行步骤（3）；（2）在森林样地的角点P1布设电子定位桩，所述电子定位桩设有第三无线测距模块和第二无线通信模块；（3）启动电子定位桩和移动测量终端，移动计算终端连接移动测量终端；（4）移动计算终端搜索电子定位桩，激活电子定位桩后建立连接，获取电子定位桩位置；（5）以设置电子定位桩的角点P1为原点，P1和P2的连线方向为Y轴，P1和P4的连线方向为X轴，建立坐标系，移动测量终端从P1依次移动至P2、P3和P4后再返回至P1，行进过程中，保证旋转部两端的第一无线测距模块与第二无线测距模块在同一水平，测量第三无线测距模块与第一无线测距模块、第二无线测距模块之间的距离，移动计算终端计算电子定位桩至旋转部中心的斜距以及旋转部中心的横坐标或纵坐标，并确定是否在森林样地内，移动计算终端记录P2、P3和P4的位置坐标；其中，从P1移动至P2行进过程中，计算旋转部中心的横坐标，保持横坐标的值为0的方向移动，当计算的电子定位桩至旋转部中心的斜距等于样地宽度且横坐标为0时，旋转部旋转至垂直设置，保证旋转部两端的第一无线测距模块与第二无线测距模块在垂直方向，移动计算终端计算移动测量终端投影至水平面后的纵坐标，确定P2的位置；从P2移动至P3行进过程中，计算旋转部中心的纵坐标，保持纵坐标的值为样地宽度方向移动，当计算的电子定位桩至旋转部中心的斜距等于森林样地的斜边长度且纵坐标的值为样地宽度时，旋转部旋转至垂直设置，保证旋转部两端的第一无线测距模块与第二无线测距模块在垂直方向，移动计算终端计算移动测量终端投影至水平面后的横坐标，确定P3的位置；从P3移动至P4行进过程中，计算旋转部中心的横坐标，保持横坐标的值为样地长度的方向移动，当计算的电子定位桩至旋转部中心的斜距等于样地长度且横坐标为样地长度时，旋转部旋转至垂直设置，保证旋转部两端的第一无线测距模块与第二无线测距模块在垂直方向，移动计算终端计算移动测量终端投影至水平面后的纵坐标，确定P4的位置；从P4移动至P1行进过程中，计算旋转部中心的纵坐标，保持P3与P4的纵坐标的值为0的方向移动，最后回到P1位置，完成境界测量。2.根据权利要求1所述的森林样地境界的测量方法，其特征在于，所述步骤（5）中设定第三无线测距模块的位置为A，所述第一无线测距模块的位置为B，所述第二无线测距模块的位置为C，所述电子定位桩至旋转部中心的斜距的计算公式如下:
式中，L
T
为第一无线测距模块与第二无线测距模块之间的距离；L
ab
为第三无线测距模块与第一无线测距模块之间的距离；L
ac
为第三无线测距模块与第二无线测距模块之间的距离；S
i
为电子定位桩至旋转部中心的斜距；∠B为A、B的连线与B、C连线的夹角。3.根据权利要求2所述的森林样地境界的测量方法，其特征在于，所述步骤（5）中从P1移动至P2以及P3移动至P4行进过程中的旋转部中心的横坐标的计算公式为：式中，X
i
为旋转部中心在水平面的横坐标。4.根据权利要求3所述的森林样地境界的测量方法，其特征在于，所述步骤（5）中从P2移动至P3以及P4移动至P1行进过程中的旋转部中心的横坐标的计算公式为：式中，Y
i
为旋转部中心在水平面的纵坐标。5.根据权利要求4所述的森林样地境界的测量方法，其特征在于，所述步骤（5）中，确定P2和P4位置时移动测量终端投影至水平面后的纵坐标的计算公式以及确定P3位置时移动测量终端投影至水平面后的横坐标的计算公式为：。6.根据权利要求1~5任意一项所述的森林样地境界的测量方法，其特征在于，所述步骤（5）中确定旋转部中心是否在森林样地内的计算公式为：式中：P
i
为当前旋转部中心是否在森林样地范围，若为1，则为在森林样地范围；若为0，则不在森林样地范围；L
l
为设置森林样地的长度，L
W
为设置森林样地的宽度。
7.根据权利要求6所述的森林样地境界的测量方法，其特征在于，所述步骤（5）中在P2、P3和P4的位置确定时还包括校准的步骤，确定P2和P4位置时，计算P...

【专利技术属性】
技术研发人员：高飞，李娜娜，田颖泽，
申请(专利权)人：四川省林业勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：