本實用新型涉及一種坡長測量裝置，尤其是一種喀斯特高原山區(qū)地形坡長測量儀。

背景技術(shù)：

目前對坡長的測量方法主要包括室內(nèi)工作和野外工作兩種主要辦法，室內(nèi)法包括：GIS軟件提取法、地形圖矢量繪制法等；室外方法包括全站儀測量法、皮尺測量法等。GIS軟件提取法是基于DEM或數(shù)字地形圖進行的，需進行地形圖矢量化并生成DEM或網(wǎng)上直接下載DEM作為數(shù)據(jù)源，受數(shù)據(jù)精度影響，對地面實際情況的反映情況也存在差異；其次是提取方法較多，主要分為單流向提取法以及多流向提取法兩大方法，均需要進行精度驗證。因此，此方法受地形圖或DEM精度、提取方法的影響很大，存在較多錯誤，需要大量的精度驗證，工序繁多，耗時長。地形圖矢量繪制法是先在地形圖上進行繪制坡長軌跡，再進行矢量化測量其長度，但這種方法工作量巨大、耗時久，同時還受人主觀影響嚴(yán)重，精度上也存在一定誤差。全站儀測量法是通過采集水平角、垂直角和傾斜距離等三種數(shù)據(jù)通過儀器內(nèi)部的中央處理器計算得出坡長。測量結(jié)果相對精確，但受天氣、溫度等影響較大，機器穩(wěn)定性差，儀器笨重，操作繁瑣且容易出故障，由于機器本身比較昂貴，因此測量成本較高。在喀斯特地貌復(fù)雜多變的情況下，工作量巨大，不適合進行大面積實地測量。皮尺測量法是利用皮尺沿坡面測量，這種方法雖然操作簡單，價格便宜，但是費時費力，在喀斯特地區(qū)山高破陡的地貌下，進行大面積測量是不現(xiàn)實的，精度也受主觀因素影響而誤差巨大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種操作簡便、輕便快捷、方便攜帶、測量精度較高的喀斯特高原山區(qū)地形坡長測量儀，從而克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種喀斯特高原山區(qū)地形坡長測量儀，它包括激光測距儀和可伸縮支撐桿，可伸縮支撐桿由上部支撐桿和下部支撐桿嵌套組成，上部支撐桿嵌入在下部支撐桿中；激光測距儀固定在測距儀固定支架上，測距儀固定支架安裝在可旋轉(zhuǎn)底座上，可旋轉(zhuǎn)底座連接在上部支撐桿的頂部；在上部支撐桿上安裝有圓形水準(zhǔn)器，在上部支撐桿與下部支撐桿的連接處安裝有帶項圈的調(diào)節(jié)鈕，在下部支撐桿的底部設(shè)有固定三角錐，在上部支撐桿和下部支撐桿的表面設(shè)有刻度尺。

上述的喀斯特高原山區(qū)地形坡長測量儀中，所述的激光測距儀是由紅外瞄準(zhǔn)鏡、瞄準(zhǔn)目鏡、激光接收器、激光發(fā)射器、開始按鈕、電源按鈕和顯示屏組成。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型可以完美實現(xiàn)喀斯特地區(qū)復(fù)雜山地地形坡長的測量，是一種高精度、輕便、快捷、方便攜帶的測量裝置，其原理簡單，測量、計算速度快，成本也相對較低。本實用新型專為喀斯特地貌特征設(shè)計，測量方式多樣，可以應(yīng)對一切復(fù)雜地表形態(tài)，可在坡面的任意地點進行測量，特別適用于快速高效的測量峰從洼地、峰從谷地等喀斯特典型地貌的地形坡長及坡度。本實用新型適用于團隊工作，其數(shù)據(jù)穩(wěn)定，測量方法簡單，計算方法穩(wěn)定，可將人為干預(yù)將至最低。

本實用新型具有以下特點：（1）可以在坡面的任意地點（山頂、山底、山麓）進行測量，不需要長距離搬運，儀器輕巧，攜帶、組裝方便，可調(diào)節(jié)儀器高度，適用于測量喀斯特地區(qū)山高坡陡、集中連片不易登頂?shù)母咴降氐孛?。?）采用激光測距儀作為測距裝置，具有體積小、重量輕、攜帶方便、分辨率高、抗干擾性強等特點，可以克服因天氣影響下的野外測量工作，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，測量速度快，其測量誤差僅為其它光學(xué)測距儀的1/100，可測量的最大距離為800米，可在30秒之內(nèi)得到測量結(jié)果，因此更適用于野外高密度測量作業(yè)。（3）儀器使用方便，操作簡單，不需要多人進行操作，即使是多人操作，激光測距儀的穩(wěn)定性特別是精確度也能使人為影響的誤差降到最低。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的激光測距儀左側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型的激光測距儀正前方結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型的一個實施例的測量原理示意圖；

圖5是本實用新型的另一個實施例的測量原理示意圖；

圖6是本實用新型的又一個實施例的測量原理示意圖。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的說明。

具體實施方式

如圖1所示，喀斯特高原山區(qū)地形坡長測量儀的構(gòu)成，包括激光測距儀1和可伸縮支撐桿，所述的激光測距儀由紅外瞄準(zhǔn)鏡15、瞄準(zhǔn)目鏡11、激光接收器16、激光發(fā)射器17、開始按鈕13、電源按鈕12和顯示屏14組成。所述的可伸縮支撐桿由上部支撐桿6和下部支撐桿9嵌套組成，上部支撐桿6嵌入在下部支撐桿9中，未伸長時高度為80厘米，完全伸長時高度為140厘米；激光測距儀1固定在測距儀固定支架2上，測距儀固定支架2安裝在可旋轉(zhuǎn)底座3上，可旋轉(zhuǎn)底座3可以360度旋轉(zhuǎn)，其底部通過螺絲連接點4連接在上部支撐桿6的頂部；在上部支撐桿6上安裝有圓形水準(zhǔn)器5，用于使上部支撐桿6和下部支撐桿9垂直于地表基面，在上部支撐桿6與下部支撐桿9的連接處安裝有帶項圈的調(diào)節(jié)鈕7，在下部支撐桿9的底部設(shè)有固定三角錐10，在上部支撐桿6和下部支撐桿9的表面設(shè)有刻度尺8，可伸縮支撐桿的實際高度為調(diào)節(jié)鈕7處所示的刻度值。

本實用新型的測量方法及測量原理如下：基于假想三角形的解三角函數(shù)原理以及激光測距儀原理，將激光測距儀固定在可伸縮支撐桿上，在需要測量的坡面的底部、中部或山頂?shù)孛娌迦肟缮炜s支撐桿，在支撐桿上安裝圓形水準(zhǔn)器，通過調(diào)整圓形水準(zhǔn)器氣泡到中間位置，使支撐桿垂直于大地基準(zhǔn)面。測量時，將激光測距儀瞄準(zhǔn)目標(biāo)點，此時激光測距儀、目標(biāo)點以及可伸縮支撐桿底部構(gòu)成一個假想三角形，該三角形的其中一邊為該坡面的地形坡長長度，通過測量激光測距儀到目標(biāo)點的直線距離及角度以及可伸縮支撐桿上激光測距儀距地面的垂直高度，根據(jù)解三角函數(shù)原理計算出該三角形的任何一條邊的長度和任何一個角的角度，即可得到目標(biāo)坡面的坡長及坡度。激光測距儀的測距原理是通過激光測距儀的激光發(fā)射器向目標(biāo)射出一束激光并通過激光測距儀的激光接收器接收目標(biāo)反射的激光束，測定激光束從發(fā)射到接收的時間，即可計算出測距儀到目標(biāo)點的直線距離及角度，并在激光測距儀的顯示屏上顯示出來。

實施例1：如圖4所示，在喀斯特峰從洼地、谷底地貌下的坡底或埡口測量地形坡長長度。圖中BC為本實用新型的測量儀。首先將測量儀的可伸縮支撐桿插入坡底地面，移動至圓形水準(zhǔn)器的氣泡居中為止，使可伸縮支撐桿垂直于大地基準(zhǔn)面，然后固定測量儀。測量時，用激光測距儀的瞄準(zhǔn)目鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)點A，按下開始鍵進行測量可得出AB的距離a以及角度β，之后旋轉(zhuǎn)激光測距儀1瞄準(zhǔn)目標(biāo)點D，按下開始鍵進行測量，測得DB的距離c及角度θ，由于激光測距儀測得的角度β、θ只是A、D點在大地水平面的角度，因此AB邊與BC邊的夾角β1以及DB邊與BC邊的夾角θ1還需要分別加上90度，即β1=β+90，θ1=θ+90，由于BC的高度b（可伸縮支撐桿上激光測距儀距地面的垂直高度）是確定的，因此由解三角函數(shù)原理（即已知兩邊及其夾角,求第三邊的余弦定理）計算出AC邊的長度和DC邊的長度即為坡面的地形坡長長度，具體計算公式如下：AC=,DC=。

實施例2：如圖5所示，在喀斯特峰從洼地、谷底等地貌下的坡頂測量地形坡長長度。圖中AE為本實用新型的測量儀，首先將測量儀的可伸縮支撐桿插入坡頂?shù)孛?，移動至圓形水準(zhǔn)器氣泡居中為止，使可伸縮支撐桿垂直于大地基準(zhǔn)面，然后固定測量儀。測量時，用激光測距儀的瞄準(zhǔn)目鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)點B、C、D，按下開始鍵進行測量，可得出AB、AC、AD的距離以及所對應(yīng)的夾角∠b、∠c、∠d，由于激光測距儀只能得出測距儀至目標(biāo)點在大地水平面的角度，因此AB與AC邊的夾角∠1等于∠b+90°-∠2；AC邊與AE邊的夾角∠2等于90°-∠c；AE與AD邊的夾角∠3等于90°-∠d。由于AE的高度（可伸縮支撐桿上激光測距儀距地面的垂直高度）是確定的，在確定∠1、∠2、∠3的角度后，根據(jù)解三角函數(shù)原理（即已知兩邊及其夾角,求第三邊的余弦定理）計算出BC、EC、ED的長度即為坡面的地形坡長長度。

實施例3：如圖6所示，在喀斯特峰從洼地、谷底等地貌下的坡面任意位置測量地形坡長長度。圖中BC為為本發(fā)明的測量儀，首先將測量儀的可伸縮支撐桿插入坡頂?shù)孛?，移動至圓形水準(zhǔn)器氣泡居中為止，使可伸縮支撐桿垂直于大地基準(zhǔn)面，然后固定測量儀。測量時，用激光測距儀的瞄準(zhǔn)目鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)點A、D、E，按下開始鍵進行測量，可得出BA、BD、BE的距離以及所對應(yīng)的夾角∠a、∠d、∠e，由于激光測距儀只能得出測距儀至目標(biāo)點在大地水平面的角度，因此BE邊與BD邊的夾角∠7等于∠e+90°-∠4；BD邊與BC邊的夾角∠4等于90°-∠d；BC邊與AB邊的夾角∠3等于90°+∠a，由于BC的高度（可伸縮支撐桿上激光測距儀距地面的垂直高度）是確定的，在確定∠7、∠4、∠3的角度后，根據(jù)解三角函數(shù)原理（即已知兩邊及其夾角,求第三邊的余弦定理）計算出AC、CD、DE的長度，AC+CD、DE的長度即為坡面的地形坡長長度。