一種觀測5棵樹構(gòu)成樣地的森林計測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種森林結(jié)構(gòu)參數(shù)、樣地計測的方法，特別是利用5棵樹構(gòu)成的樣地 的森林結(jié)構(gòu)參數(shù)及樣地計測。 二、 技術(shù)背景
[0002] 森林的結(jié)構(gòu)對森林的功能起決定性作用，所以研究森林結(jié)構(gòu)有著重要意義。而森 林結(jié)構(gòu)參數(shù)是對森林結(jié)構(gòu)定量描述的重要參數(shù)，對了解森林結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)化經(jīng)營森林起 著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的森林結(jié)構(gòu)參數(shù)的測定方法采用實地調(diào)查，工作量大、成本高、精 度受到限制。近年來利用遙感影像進行反演、提取，但是低分辨率的影像提取精度較低，高 分辨率的影響和航空影像的判讀和提取工作量大，周期長。利用三維激光掃描儀進行森林 參數(shù)的定量研究，儀器昂貴、笨重，不能滿足生產(chǎn)實踐中森林結(jié)構(gòu)參數(shù)的快速、準確測定需 求。
[0003] 所以在傳統(tǒng)的森林資源調(diào)查中，森林結(jié)構(gòu)參數(shù)的量測受到儀器裝備、立地條件、使 用技術(shù)方法的限制，工作量大，周期長，精度差，難以快速得到滿意效果。而角規(guī)作為森林調(diào) 查的重要技術(shù)方法及手段，自從它被發(fā)明以來，就受到了全世界林業(yè)工作者的青睞，但目前 為止，利用角規(guī)進行森林結(jié)構(gòu)參數(shù)測定的技術(shù)方法鮮有報道。本發(fā)明通過角規(guī)測定森林結(jié) 構(gòu)參數(shù)，提高了森林結(jié)構(gòu)參數(shù)測定的速度及精度，有效提升了森林結(jié)構(gòu)參數(shù)的測定技術(shù)及 方法。 三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了改進傳統(tǒng)森林結(jié)構(gòu)參數(shù)測定方法中工作量大、精度差、儀器設(shè)備笨重等缺陷， 本發(fā)明的目的是提供一種5棵樹構(gòu)成的樣地的森林結(jié)構(gòu)參數(shù)的計測方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
[0006] 1.選定中心木記為0號樹，0號樹的選擇應(yīng)盡量避開林緣，選取中心木最近的4株 為對象木，記最北端的樣木為1號，順時針旋轉(zhuǎn)分別標記為2、3、4號；在中心木與第i株（i 為小于等于4的正整數(shù)）對象木連線的延長線上分別選擇測量點i'，量測中心木與周圍對 象木連線的磁方位角，求算中心木與周圍對象木的夾角，求算該樣地的森林結(jié)構(gòu)參數(shù)：角尺 度、混交度、大小比數(shù)、均勻度、分層比；
[0007] 2.記錄0-4號對象木的相對坐標、樹種、胸徑、樹高、冠幅，利用羅盤儀測量每棵樣 木與其他樣木所成連線的磁方位角，求算由4棵對象木與中心木所組成的三角形的各個內(nèi) 角；使用皮尺量測任意一條邊長為\，求算整個多邊形樣地的面積；推算整個林分的蓄積、 平均樹高、株數(shù)密度；
[0008] 本項發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0009] 1.本發(fā)明使用的5棵樹法，只需選定中心樹周圍最近的4棵樹，無需考慮樹木的位 置分布，可用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的4棵樹、6棵樹法；
[0010] 2.本發(fā)明的5棵樹法，集森林特征參數(shù)、森林結(jié)構(gòu)參數(shù)的測定于一體，僅需一個樣 地，便可測定兩類參數(shù)；
[0011] 3.首次使用角規(guī)進行森林結(jié)構(gòu)參數(shù)的測定。 四、
【附圖說明】
[0012] 下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明進一步說明。
[0013] 圖1至4為本發(fā)明測量原理圖。 五、
【具體實施方式】：
[0014] 一種觀測5棵樹構(gòu)成樣地的森林計測方法與傳統(tǒng)方法，區(qū)別在于：
[0015] ①選定合適樣木為中心木，記為0號樹，0號樹的選擇應(yīng)盡量避開林緣，選 取中心樹最近的4株為對象木，記最北端的樣木為1號，順時針旋轉(zhuǎn)進行標記，分別 為2、3、4號；②在0號樹與i號（i為對象木號，i = 1，2,3,4)樹心連線的延長線 上，尋找合適位置i' (i = 1，2,3,4)，安置羅盤儀，量測該點磁方位角TM，利用數(shù)模
【主權(quán)項】
1. 一種觀測5棵樹樣地的森林計測方法，其特征是：以羅盤儀和皮尺為工具，選取中心 木及4株距離中心木最近的樣木，共計5棵樹構(gòu)成多邊形樣地，通過量測各株樣木兩兩間連 線的磁方位角，計算樣地內(nèi)林分的角尺度、混交度、大小比數(shù)、均勻度、分層比、樣地材積與 平均高，估算森林特征參數(shù)與森林結(jié)構(gòu)參數(shù)，具體步驟如下： 1) 選定中心木記為〇號樹，〇號樹的選擇應(yīng)盡量避開林緣，選取中心木最近的4株為對 象木，記最北端的樣木為1號，順時針旋轉(zhuǎn)分別標記為2、3、4號；在中心木與第i株（i為 小于等于4的正整數(shù)）對象木連線的延長線上分別選擇測量點i'，量測中心木與周圍對 象木連線的磁方位角，求算中心木與周圍對象木的夾角，求算該樣地的森林結(jié)構(gòu)參數(shù)：角尺 度、混交度、大小比數(shù)、均勻度、分層比； 2) 記錄0-4號對象木的相對坐標、樹種、胸徑、樹高、冠幅，利用羅盤儀測量每棵樣木與 其他樣木所成連線的磁方位角，求算由4棵對象木與中心木所組成的三角形的各個內(nèi)角； 使用皮尺量測任意一條邊長為S tl，求算整個多邊形樣地的面積；推算整個林分的蓄積、平均 樹高、株數(shù)密度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的森林結(jié)構(gòu)參數(shù)測算方法，其特征是：①選定合適樣木為中心 木,記為0號樹,0號樹的選擇應(yīng)盡量避開林緣,選取中心樹最近的4株為對象木，記最北端 的樣木為1號，順時針旋轉(zhuǎn)進行標記，分別為2、3、4號；②在0號樹與i號（i為對象木號， i = 1，2, 3,4)樹心連線的延長線上，尋找合適位置i ' (i = 1，2, 3,4)，安置羅盤儀，量測該 點磁方位角Ttli，利用數(shù)模
求算0點與第i棵、第（i+1) 棵對象木所成的夾角β i(i+1);③利用數(shù)學(xué)模型計算該林分的角尺度
，其中，i 為取樣點中心木個數(shù)，j為第j個對象木，η為周邊對象木總數(shù)，其中Zu的計數(shù)規(guī)則為：當中 心木與第j棵計數(shù)木所成的小角小于標準角（Citl= 72° )時計數(shù)為1，否則計數(shù)為0;④利 用數(shù)學(xué)模型
進行求算混交度，其中^的計數(shù)規(guī)則為：當中心木與第j棵非 同種時計數(shù)為1，否則計數(shù)為〇 ;⑤利用數(shù)學(xué)模型
進行求算大小比數(shù)，其中1? 的計數(shù)規(guī)則為：選定某一比較指標（如胸徑、樹高、冠幅等），當?shù)趈棵木比中心木小時計數(shù) 為1，否則計數(shù)為〇 ;⑥利用數(shù)模計算林分分層比
，其中\(zhòng)的計數(shù)規(guī)則為：當 參照樹i與相鄰木j不屬同層時，記為1，否則記為0。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄積、平均樹高、徑階分布的測算方法，其特征是：通過測定 中心木、周圍對象木的胸徑、樹高、坐標，求算4棵對象木所圍成的面積為S ;在測點A上觀 測每株對象木的坐標（Xi，yi)，胸徑Di和樹高H i，其中，Di單位為厘米，（X i，yj和Hi單位為 米；利用數(shù)模(?
「計算該測樣地的森林蓄積量V(m3/hm 2)，其中，fe 為實驗形數(shù)，可由形數(shù)表查得，
^為每株樹的坐標，可由全站儀測得，根據(jù)數(shù)模
求得；S-地塊面積，即4棵觀測樹所圍成的面積（hm2)， 其中（Χ? y^i)，Ui，yd，（xi+i，yi+i)由全站儀測得；利用數(shù)模
?計算該樣地 平均高# (m);由數(shù)模④
求得該樣地平均密度；該樣地的 徑階分布％ (棵）利用數(shù)模⑤
長得，其中，j為第j徑階株數(shù)，
【專利摘要】本發(fā)明是一種觀測5棵樹構(gòu)成樣地的森林計測方法。以羅盤儀和皮尺為工具，選取中心木及4棵周圍木共計5棵樹構(gòu)成多邊形樣地，量測各個樣木的磁方位角，利用數(shù)模計算樣地內(nèi)的角尺度、混交度、大小比數(shù)、均勻度、分層比、樣地材積與平均高，快速估算森林的特征參數(shù)，使用工具簡單，提高了森林結(jié)構(gòu)參數(shù)計測和樣地計測的效率與精度。
【IPC分類】G01B21-00, G01B21-28, G01B21-10
【公開號】CN104535024
【申請?zhí)枴緾N201410332372
【發(fā)明人】馮仲科, 高祥
【申請人】北京林業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年10月23日