本发明专利技术公开了一种树木测量方法，包括：处理器获取无棱镜全站仪实时采集的采样点信息，所述采样点信息包括最高点高程Ht、最低点高程Hb、采样点坐标；所述处理器根据所述最高点高程Ht及最低点高程Hb计算树高H，所述树高H=Ht-Hb；所述处理器根据所述采样点坐标计算树冠投影面积。本发明专利技术还公开了一种树木测量系统。采用本发明专利技术，可在地形复杂的条件下，利用无棱镜全站仪高精度、高效率地采集目标树木的采样点信息，并通过处理器计算树高、树冠投影面积，同时，计算树冠投影面积时，根据树冠总体生长态势，结合凹凸多边形，把非线性的树冠投影线性化，将树冠投影转换为具有凹弧、凸弧的弧段多边形进行计算，精确度高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及森林资源监测领域，尤其涉及一种树木测量方法及树木测量系统。
技术介绍
在传统的森林资源监测中，精确测量树高和树冠投影面积一直是一个难以解决的问题。通常，树高主要使用测高器、罗盘仪等进行测量，但使用该方法测量时，数据无法实时存储与解算，仅能依靠手工记录数据，精度低、工作量大。而树冠投影面积则多将其视为圆形，通过拉尺测量冠径来求算面积，但该测量方法采用目估法，手工操作，精度较低。另外，北京林业大学的冯仲科等人曾提出利用有棱镜全站仪，采用三角高程法、三维前方交会法、全站仪解析法等方法进行树高和树冠的测量。但该测量方法中，有棱镜全站仪必须在树底下设置棱镜，通过反射获得数据。而在野外测量中，树下环境不一定适宜架设棱镜，所以这种方法耗时，效率低，并且受地形影响大。在计算树冠投影面积时，利用近圆或者近椭圆模拟不规则的树冠投影面，通过有棱镜全站仪测量树冠的冠幅以得到冠径，再求出树冠面积。因此，利用此类测量方法得出来的树冠投影面积与实际面积误差较大，精度低。所以，在森林资源监测过程中，传统的树高、树冠投影面积测量方法易受森林中复杂地形因素的限制，且工作量大、自动化程度低、精度不高。因此，实现树高和树冠投影面积的高精度、高效率的测量成为本领域科技人员急待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种树木测量方法及树木测量系统，可在地形复杂的条件下，利用无棱镜全站仪高精度、高效率地采集目标树木的采样点信息，并通过处理器计算树高、树冠投影面积，同时，计算树冠投影面积时，根据树冠总体生长态势，结合凹凸多边形，把非线性的树冠投影线性化，将树冠投影转换为具有凹弧、凸弧的弧段多边形进行计算，精确度高。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种树木测量方法，包括:处理器获取无棱镜全站仪实时采集的采样点信息，所述采样点信息包括最高点高程Ht、最低点高程Hb、采样点坐标，所述采样点坐标包括X轴坐标、Y轴坐标、Z轴坐标；所述处理器根据所述最高点高程Ht及最低点高程Hb计算树高H，所述树高H=Ht-Hb ;所述处理器根据所述采样点坐标计算树冠投影面积。作为上述方案的改进，所述处理器根据采样点坐标计算树冠投影面积的步骤包括:提取所述采样点坐标中的X轴坐标及Y轴坐标，生成基于线段的多边形；根据所述基于线段的多边形生成基于弧段的多边形；计算所述基于弧段的多边形的面积。作为上述方案的改进，所述提取采样点坐标中的X轴坐标及Y轴坐标，生成基于线段的多边形的步骤包括:提取所述采样点坐标中的X轴坐标及Y轴坐标，根据所述X轴坐标及Y轴坐标将所述采样点绘于同一图层内；相邻的采样点两两相连，组合成基于线段的多边形。作为上述方案的改进，所述根据基于线段的多边形生成基于弧段的多边形的步骤包括:获取预设的样品参数N ;计算所述相邻的采样点间的弦长L ;根据所述样品参数N及所述相邻的采样点间的弦长L，计算所述相邻的采样点间对应的弧段的弦高D，所述弦高D=N X L ;计算由相邻的三个采样点依次相连而成的内角的角度，所述三个采样点依次为起点、中点、终点；判断所述内角的角度是否大于180°，判断为是时，则所述中点与终点间对应的弧段为凹弧，判断为否时，则所述中点与终点间对应的弧段为凸弧；根据所述弦高D、弦长L及弧段的凹凸性生成所述相邻的采样点间的弧段。作为上述方案的改进，所述处理器获取无棱镜全站仪实时采集的采样点信息的步骤之后还包括存储所述采样点信息。相应地，本专利技术还提供了一种树木测量系统，包括:无棱镜全站仪，用于实时采集目标树木的采样点信息，所述采样点信息包括最高点高程Ht、最低点高程Hb、采样点坐标，所述采样点坐标包括X轴坐标、Y轴坐标、Z轴坐标；处理器，用于根据所述无棱镜全站仪实时采集的采样点信息计算树高及树冠投影面积。作为上述方案的改进，所述处理器包括:获取单元，用户获取所述无棱镜全站仪实时采集的采样点信息；与所述获取单元相连的树高计算单元，用于根据所述无棱镜全站仪实时采集的采样点信息计算树高；与所述获取单元相连的树冠投影面积计算单元，用于根据所述无棱镜全站仪实时采集的采样点信息计算树冠投影面积。作为上述方案的改进，所述树冠投影面积计算单元包括:线段多边形单元，提取所述采样点坐标中的X轴坐标及Y轴坐标，生成基于线段的多边形；与所述线段多边形单元相连的弧段多边形单元，根据所述基于线段的多边形生成基于弧段的多边形；与所述弧段多边形单元相连的计算单元，用于计算所述基于弧段的多边形的面积。作为上述方案的改进，所述弧段多边形单元包括:参数获取子单元，用于获取预设的样品参数N ;弦长计算子单元，用于计算所述相邻的采样点间的弦长L ;与所述参数获取子单元及弦长计算子单元分别相连的弦高计算子单元，用于根据所述样品参数N及所述相邻的采样点间的弦长L，计算所述相邻的采样点间对应的弧段的弦高D，所述弦高D=NXL;内角计算子单元，用于计算由相邻的三个采样点依次相连而成的内角的角度；与所述内角计算子单元相连的判断子单元，用于判断所述内角的角度是否大于180°并做相应处理；与所述弦高计算子单元及判断子单元分别相连的弧段生成子单元，用于根据所述弦高D、弦长L及判断子单元的判断结果生成所述相邻的采样点间的弧段。作为上述方案的改进，所述处理器还包括与所述获取单元相连，用于存储所述采样点信息的存储单元。实施本专利技术的有益效果在于:可在地形复杂的条件下，利用无棱镜全站仪高精度、高效率地采集目标树木的采样点信息，通过处理器计算树高、树冠投影面积。其中，无棱镜全站仪具有测量精度高、测量速度快、测量距离远等优点，特别适合于人员无法到达的地区，受地形影响小，实现了“所瞄即所测”，效率高，适用范围广，安全性好，操作简单。另外，处理器自动计算，免去了手工计算出图，减少了工作量，提高了工作效率。计算树高时，仅需选取目标树木顶端枝条或者与该枝条处于同一水平面上的树叶为参考点，测量最高点高程Ht，同时，选取与目标树木根部处于同一水平面的有效测区为参考点，测量最低点高程Hb，处理器获取最高点高程Ht及最低点高程Hb以计算树高H，所述树高H=Ht-Hb。因此，不用测量无棱镜全站仪至树干中心的平距，克服了在测区内有陡坡或沟壑无法测量水平距离的缺点。同时，计算树冠投影面积时，根据树冠总体生长态势，选取树冠在各个方向的最大伸展处作为采样点，利用无棱镜全站仪测量采样点的三维坐标。处理器把非线性的树冠投影线性化，根据采样点坐标中的X轴坐标及Y轴坐标，生成基于线段的多边形，并结合凹凸多边形的特点，将树冠投影转换为具有凹弧、凸弧的弧段多边形进行计算，精确度高。附图说明图1是本专利技术一种树木测量方法的流程示意 图2是图1中处理器根据采样点坐标计算树冠投影面积的流程示意 图3是图1中处理器根据采样点坐标计算树冠投影面积的另一流程示意 图4是本专利技术一种树木测量方法的第一实施例中基于线段的多边形； 图5是本专利技术一种树木测量方法的第一实施例中基于圆弧的多边形； 图6是本专利技术一种树木测量方法的第二实施例中基于线段的多边形； 图7是本专利技术一种树木测量方法的第二实施例中基于圆弧的多边形； 图8是本专利技术一种树木测量方法的第三实施例中基于线段的多边形； 图9是本专利技术一种树木测量方法的第三实施例中基于圆弧的多边形本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种树木测量方法，其特征在于，包括：处理器获取无棱镜全站仪实时采集的采样点信息，所述采样点信息包括最高点高程Ht、最低点高程Hb、采样点坐标，所述采样点坐标包括X轴坐标、Y轴坐标、Z轴坐标；所述处理器根据所述最高点高程Ht及最低点高程Hb计算树高H，所述树高H=Ht?Hb；所述处理器根据所述采样点坐标计算树冠投影面积。
【技术特征摘要】
1.一种树木测量方法，其特征在于，包括: 处理器获取无棱镜全站仪实时采集的采样点信息，所述采样点信息包括最高点高程Ht、最低点高程Hb、采样点坐标,所述采样点坐标包括X轴坐标、Y轴坐标、Z轴坐标； 所述处理器根据所述最高点高程Ht及最低点高程Hb计算树高H，所述树高H=Ht-Hb ； 所述处理器根据所述采样点坐标计算树冠投影面积。2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述处理器根据采样点坐标计算树冠投影面积的步骤包括: 提取所述采样点坐标中的X轴坐标及Y轴坐标，生成基于线段的多边形； 根据所述基于线段的多边形生成基于弧段的多边形； 计算所述基于弧段的多边形的面积。3.如权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述提取采样点坐标中的X轴坐标及Y轴坐标，生成基于线段的多 边形的步骤包括: 提取所述采样点坐标中的X轴坐标及Y轴坐标，根据所述X轴坐标及Y轴坐标将所述米样点绘于同一图层内； 相邻的采样点两两相连，组合成基于线段的多边形。4.如权利要求3所述的测量方法，其特征在于，所述根据基于线段的多边形生成基于弧段的多边形的步骤包括: 获取预设的样品参数N ; 计算所述相邻的采样点间的弦长L ； 根据所述样品参数N及所述相邻的采样点间的弦长L，计算所述相邻的采样点间对应的弧段的弦闻D,所述弦闻D=NX L ； 计算由相邻的三个采样点依次相连而成的内角的角度，所述三个采样点依次为起点、中占錄占.1 >、、、、>、、、判断所述内角的角度是否大于180°，判断为是时，则所述中点与终点间对应的弧段为凹弧，判断为否时，则所述中点与终点间对应的弧段为凸弧； 根据所述弦高D、弦长L及弧段的凹凸性生成所述相邻的采样点间的弧段。5.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述处理器获取无棱镜全站仪实时采集的采样点信息的步骤之后还包括存储所述采样点信息。6.—种树木测量系统,其特征在于,包括: 无棱镜全站仪，用于实时采...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢鸿宇，杨木壮，徐峰，李长辉，李展聪，唐雪锋，张泳茵，
申请(专利权)人：谢鸿宇，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。