專利名稱：一種高效測量樹高的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于森林調(diào)查技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種適合于森林作業(yè)環(huán)境使用的高效率測
量樹高的裝置。
背景技術(shù)：
目前，在森林調(diào)查工作中最常用的測高工具是二十世紀(jì)初由德國林務(wù)官Carl Blume設(shè)計的勃魯萊(Blume-Leiss)測高器，由于它攜帶方便、工作性能穩(wěn)定、測量精度也 能滿足大多數(shù)林業(yè)調(diào)查工作的需要，所以近100年來一直受到人們的喜愛。但是，勃魯萊測 高器并不是沒有缺點，那就是要求在每測一株樹木的高度之前，必須首先量測出一個標(biāo)準(zhǔn) 長度的水平距離(15、20、30或40m)。森林中地勢起伏、灌木叢生，不用說標(biāo)準(zhǔn)水平距不易量 測，即使是測出了標(biāo)準(zhǔn)水平距，由于林冠的遮擋，往往又看不到樹梢，因此說，勃魯萊測高器 在密度稍大的山地森林中是不適用的或者說是低效率的。鑒于上述原因，能否發(fā)明一種不 量水平距離，可任意選擇測點的測高器便成了該領(lǐng)域林業(yè)工作者多年來一直追求的目標(biāo)， 為了達此目標(biāo)，人們相繼發(fā)明了各種各樣的測高器，但是，終究因為實用性能未有超過原勃 魯萊測高器，所以，目前市場上銷售的基本上都是勃魯萊測高器，而其他測高器類型的生產(chǎn) 銷售量很小或基本上停留在設(shè)計階段。與此相關(guān)的技術(shù)還有古老的克里斯屯(Christen) 測高器，該種測高器與本發(fā)明有相近之處，也是采用幾何原理設(shè)計的。但克里斯屯測高器兩 尺腳固定，而且讀數(shù)刻度隨樹高的增加而逐漸變密，當(dāng)樹高達15m以上時，克里斯屯測高器 已很難讀數(shù)，所以，目前在測高工作中已基本淘汰。本發(fā)明正是在上述技術(shù)背景下提出的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要提供一種適用于森林環(huán)境、不量測水平距離的新型測高裝置，用它，不 僅可以任選測點，而且與克里斯屯測高器相比，在樹前配合測量的標(biāo)桿長度也沒有限制；這 樣，不僅方便了野外調(diào)查，而且在樹基被當(dāng)時，還可用視線上移的方法進行測定。無論何種 用法，都可一次性直接讀出完整的樹高，不需計算，因此可達到林內(nèi)測高快速高效的目的。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的總體由尺身和可沿尺身上下游動并能固定于尺身上的兩個 尺腳組成。其中，尺身實際上是一個直線比例尺，其上刻有樹高值，刻制比例可按l : 100
或i : 50進行。
基本操作方法如下 (1)如圖2所示，首先在被測木旁立一標(biāo)桿AB，標(biāo)桿長度理論上可為任意值，但發(fā) 明人推薦數(shù)據(jù)以2-5m為宜； (2)測高前將下尺腳讀數(shù)置O，上尺腳固定于讀數(shù)值正好等于標(biāo)桿長度AB的位置， 即讓a點讀數(shù)為0， b點讀數(shù)等于AB ; (3)手持測尺上端讓其自然下垂，在眼位不變的前提下，移動手臂使測尺上的a點 (下尺腳)處于視線OA上、b點(上尺腳)處于視線0B上，這時，視線0C在測尺上的交點 c處的讀數(shù)即為樹木的高度AC。
3

進而有

工作原理
圖2為測高讀數(shù)時的情形。因測尺和樹干都垂直于水平面，所以測尺平行于樹干，
△ 0ab ?！?OAB， △ Oac ?！?OAC成立
由相似三角形定理可得
ab : AB = Oa : OA ac : AC = Oa : OA
推論得
ab : AB = ac : AC 因為測尺是一個直線比例尺，又測量前已經(jīng)預(yù)先設(shè)定了 a點讀數(shù)為0， b點讀數(shù)為 AB，即ab讀數(shù)值為AB，所以，測定時ac讀數(shù)值當(dāng)然為AC(樹高)。 值得進一步說明的是，本測高裝置的一大特點是可以用在樹木基部不通視的情況 下測量樹高，其操作方法及工作原理如下 圖3示樹基受地形影響不能通視的情況。這時，可由樹前的輔測人員在樹基A的 上方確定一可以通視的輔測點A'，測高前，只要將AA'的長度告知測者，測者按AA'值將 下尺腳上移aa'調(diào)整到a'位置，比如AA' = 1. lm，則下尺腳調(diào)整讀數(shù)到1. lm即可。接下 來，除了樹基視線變成由0、a' 、A'組成外，其他瞄準(zhǔn)、讀數(shù)的方法完全相同。需要強調(diào)指 出的是，這種情況下在測尺c點讀取的樹高也是樹木全高，中間不需要計算，其測定原理與 上述樹基通視條件下的測定方法同理可證，不再贅述。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點 (1)與勃魯萊測高器相比不需量距，測點任選，從而大大提高了工作效率。
(2)與克里斯屯測高器相比 ①最大的優(yōu)點是具有可以游動的尺腳，這種尺腳的游動是革命性進步，它使得配 合標(biāo)桿的長度可變，從而為野外靈活使用工具帶來了方便。例如，可以野外不帶標(biāo)桿，而使 用樹前舉手的方法代替標(biāo)桿高度，這種方法適用于工作量大，測高精度要求較低的場合；也 可以用手舉標(biāo)桿的高度作為標(biāo)桿的實際長度，這種方法適用于對測高精度要求較高的場合。 ②克里斯屯測高器尺長30cm，兩尺腳即測尺的兩個端口，由于間距較大，手持狀態(tài) 下眼睛很難同時看到上尺腳和下尺腳，讀數(shù)時需要反復(fù)調(diào)整測尺位置，效率較低；而本裝置 的兩個游動尺腳一般處于尺身的中下部，定位時的視角較小，眼睛可以同時看到，測尺定位 容易，調(diào)整時間短，工作效率較高。 ③克里斯屯測高器的樹高刻度隨樹高增加而變密，當(dāng)樹高達到15m以上時即很難 讀數(shù)，而本裝置的樹高讀數(shù)刻度是均勻的，樹高增加而刻度間距不變化，讀數(shù)比較容易。 (3)無論是勃魯萊還是克里斯屯測高器，都無法在樹基被擋時直接測量和讀取樹 高，而本裝置可以在上述情況下不需要任何計算、一次性直接測出樹木的全部高度，這在森 林調(diào)查技術(shù)領(lǐng)域中是一種實質(zhì)性的技術(shù)進步。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1 一尺身，2 —上尺腳，3 —下尺腳，4 一固定螺釘，5 —手持孔，6 —防脫螺釘。
圖2是本發(fā)明在樹基通視條件下的工作原理圖。
圖3是本發(fā)明在樹基被擋情況下的工作原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的實施例。 如圖l所示，本發(fā)明主體由尺身[1]、上尺腳[2]、下尺腳[3]共三部分組成。除此 之外，尺腳上還裝有固定螺釘[4]，尺身上裝有用來防止尺腳滑落的防脫螺釘[6]，在尺身 的上部，還設(shè)有方便手持的手持孔[5]等基本結(jié)構(gòu)。 尺身[1]無寬度與厚度的限制，材料可以用不銹鋼、鋁板或硬質(zhì)塑料制成，上面直 接刻制樹高讀數(shù)，刻制比例可按l : 100(也可按1 : 50)進行，S卩距0點lcm處直接刻上 lm、2cm處直接刻上2m，依此類推。尺腳[2] 、 [3]的制作除要注意能滑動自如并保持與尺身 的垂直外，要特別注意其重心問題，要求尺腳(包括固定螺釘)重心在安裝后必須在尺身的 中垂線上，因為這樣可以保持測量時的尺身豎直。固定螺釘[4]、防脫螺釘[6]以及手持孔 [5]均無具體要求，以尺寸協(xié)調(diào)、實現(xiàn)功能為準(zhǔn)。 操作例1 :在樹基通視條件下如圖2所示。首先，由輔測人員在樹前立一標(biāo)桿 AB(本例標(biāo)桿長3. 6m)，然后，由測者將下尺腳讀數(shù)點置于0. 0m的a處、上尺腳讀數(shù)點置于 3. 6m的b處固定，接著，在眼位不變的情況下，手持測尺上端讓其自然下垂，當(dāng)調(diào)整到a、b兩 點正好在視線0A、 0B上時，視線0C交于測尺的c點刻度即為樹高。 操作例2 :在樹基不通視的情況下如圖3所示。首先，由輔測人員在樹前立一標(biāo)桿 AB (本例標(biāo)桿長3. 6m)，接著對A'位置進行明確標(biāo)示并將AA'高度(例如AA' = 1. lm)告 訴測者，然后，由測者將下尺腳置于讀數(shù)1. lm的a'處、上尺腳讀數(shù)置于3. 6m的b處固定， 接下來，在眼位不變的情況下，手持測尺上端讓其自然下垂，當(dāng)調(diào)整到a' 、 b兩點正好在視 線0A' 、0B上時，視線0C交于測尺的c點刻度即為樹高。需要強調(diào)的是，這里得到的樹高 是全高，中間不需任何計算。
權(quán)利要求
一種高效測量樹高的裝置，主要由尺身[1]、上尺腳[2]、下尺腳[3]組成，其特征是上、下尺腳皆可沿尺身上下移動，并且上、下尺腳的讀數(shù)邊始終與移動方向垂直。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于尺身[1]的上部設(shè)有手持孔[5]，在尺身的 上部和下部分別裝有防脫螺釘[6]。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，上尺腳[2]、下尺腳[3]上各裝有一枚固定螺釘[4]。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的裝置，其上尺腳[2]、下尺腳[3]在安裝上固定螺釘[4]并 旋緊在尺身上時，包括螺釘在內(nèi)的尺腳的重心應(yīng)在尺身的中垂線上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效測量樹高的裝置，特別是一種適合于森林作業(yè)環(huán)境使用的樹高測量裝置。該裝置主要由尺身[1]、上尺腳[2]、下尺腳[3]等三個關(guān)鍵部分組成。其中，尺身上標(biāo)有樹高讀數(shù)，兩尺腳可沿尺身滑動或固定。測高時，先根據(jù)樹前標(biāo)桿的長度確定出兩尺腳應(yīng)該固定的位置，而后通過兩尺腳瞄準(zhǔn)標(biāo)桿，接著從尺身上讀取樹木的高度。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)容易、實用性強，不僅避免了一般樹高測定工具使用時需要量測水平距的麻煩，而且還能在樹基被擋時一次測得樹木的全高，因此對提高森林調(diào)查速度具有重要價值。
文檔編號G01B3/04GK101749988SQ20091025640
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者李建華, 邢世巖 申請人:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)