一種便攜式的喬木樹高及其相對(duì)坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)量?jī)x器，具體涉及一種樹木高度及其相對(duì)坐標(biāo)的便攜式測(cè)量?jī)x。
【背景技術(shù)】
[0002]樹木高度及其坐標(biāo)的測(cè)定是林業(yè)生產(chǎn)和森林資源調(diào)查中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在生物量測(cè)定研究中至關(guān)重要。其中樹高是評(píng)定立地質(zhì)量和樹木生長(zhǎng)狀況以及劃分林木分層的重要依據(jù)。其相對(duì)坐標(biāo)亦是生態(tài)調(diào)查中不可缺少的部分，它是空間生態(tài)學(xué)必須的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0003]現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外對(duì)樹高的測(cè)量方法主要有:機(jī)械式儀器測(cè)樹高，經(jīng)緯儀、全站儀測(cè)樹高、激光式儀器測(cè)樹高以及攝影技術(shù)法測(cè)樹高。機(jī)械式儀器測(cè)樹高屬于傳統(tǒng)的方法，這類儀器的優(yōu)點(diǎn)在于價(jià)格低廉，使用方便，但其精度較低、操作效率低下，功能單一，并且對(duì)采集的數(shù)據(jù)處理較麻煩。在電子化、信息化的今天，該類測(cè)量?jī)x器體現(xiàn)了傳統(tǒng)林業(yè)信息采集手段的落伍性、滯后性與粗放性。
[0004]電子經(jīng)緯儀、全站儀這些儀器測(cè)樹高雖然節(jié)省了時(shí)間、降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了功效和精度，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、傳輸和測(cè)算，但是這類儀器存在著攜帶困難、操作繁瑣、使用復(fù)雜，對(duì)專業(yè)的知識(shí)需求較高，并且林區(qū)道路崎嶇不平，對(duì)全站儀的擺放和調(diào)平也帶來(lái)了一些問(wèn)題。因此在森林調(diào)查工作中，能方便攜帶和操作的測(cè)高儀器越來(lái)越突顯其重要性。
[0005]目前廣泛使用的便攜式測(cè)高儀器根據(jù)原理的不同可以分為以下幾種:機(jī)械式、超聲波式以及激光式。這三種測(cè)高儀器的共同特點(diǎn)就是只能精準(zhǔn)測(cè)量平地或者坡度很小的地面上的物體的高度，因?yàn)榇朔N測(cè)高儀器普遍采用三角法測(cè)樹高，而此方法在測(cè)量過(guò)程中，往往要首先測(cè)量觀察者與樹木之間的水平距離，而大多數(shù)森林測(cè)量作業(yè)都是在崎嶇不平的山路或坡面上進(jìn)行的，測(cè)得斜距后在換算為水平距，再根據(jù)公式算出樹高值，其換算工作繁瑣且精度不高，故測(cè)量所得的樹高值不太準(zhǔn)確。
[0006]而且這類測(cè)高儀器一般只能實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前樹木高度的測(cè)量，不能測(cè)量其相對(duì)參考點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)。但是在林業(yè)調(diào)查工作中，出于對(duì)樹木維護(hù)的需要，管理者往往要知道樹木的位置信息，因此這些測(cè)高儀器不滿足當(dāng)代林業(yè)調(diào)查工作的需要。
[0007]由以上可知，在現(xiàn)有的便攜式測(cè)高儀器中，還不存在既能對(duì)樹木高度的精準(zhǔn)測(cè)量，又能測(cè)量樹木的相對(duì)坐標(biāo)的測(cè)高儀器，如果能提供這樣的儀器，將會(huì)在林業(yè)工作中有非常大的實(shí)用價(jià)值。
[0008]發(fā)明的內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種體積小、重量輕、成本低廉、方便攜帶、容易操作的測(cè)量?jī)x器，并且該儀器既能實(shí)現(xiàn)對(duì)樹高測(cè)量，又能對(duì)樹木的相對(duì)坐標(biāo)測(cè)量。
[0009]為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
所提供的用于樹木高度測(cè)量的測(cè)高儀器包括:傾角傳感器、數(shù)據(jù)處理模塊、超聲波測(cè)距模塊、存儲(chǔ)器模塊、藍(lán)牙、顯示及鍵盤輸入模塊、GPS定位模塊、電源模塊；所述的超聲波測(cè)距模塊的輸出端口與數(shù)據(jù)處理模塊的第一輸入端口相連；所述的GPS定位模塊的輸出端口與數(shù)據(jù)處理模塊的第二輸入端口相連，所述的存儲(chǔ)器模塊的輸入端口與數(shù)據(jù)處理模塊的輸出模塊相連；所述的鍵盤輸入模塊的輸出端口、顯示模塊的輸入端口、藍(lán)牙模塊分別與數(shù)據(jù)處理模塊的輸入/輸出模塊相連接。其中數(shù)據(jù)處理模塊包括中央處理器、A/D轉(zhuǎn)換器；A/D器的輸入端口與傾角傳感器相連接，輸出端口與中央處理器相連接。
[0010]儀器工作原理:當(dāng)測(cè)量樹高時(shí)，首先由傾角傳感器依次測(cè)得A點(diǎn)到樹根和樹冠的傾角；然后將測(cè)得的數(shù)據(jù)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊送入中央處理器進(jìn)行處理；其次由傾角傳感器依次測(cè)得B點(diǎn)到樹根和樹冠的傾角，同時(shí)超聲波測(cè)距模塊測(cè)得A點(diǎn)到B點(diǎn)的上升距離；再次將測(cè)得的數(shù)據(jù)通過(guò)A/D模塊送入中央處理器進(jìn)行處理，中央處理器將測(cè)得的所有數(shù)據(jù)按照一定的算法求得樹高值；最后將計(jì)算得出的樹高值一方面在液晶顯示屏上顯示，另一方面在存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)。當(dāng)使用者想把有用數(shù)據(jù)傳給外部設(shè)備時(shí)，可以選擇使用藍(lán)牙模塊。當(dāng)測(cè)量樹木坐標(biāo)時(shí)，首先由GPS模塊獲得樹木的絕對(duì)坐標(biāo)值；然后將所測(cè)的值送入中央處理器進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)化為樹木的在樣地的相對(duì)坐標(biāo)值，最后將其值顯示，并存儲(chǔ)起來(lái)，也可以通過(guò)藍(lán)牙模塊將有用數(shù)據(jù)送給外部設(shè)備。
[0011]本發(fā)明的特點(diǎn)在于:
1.本發(fā)明采用一種全新的樹高算法，在用于樹木的高度測(cè)量時(shí)不需要測(cè)量觀察者與樹木之間的水平距離，提高了樹木高度的精準(zhǔn)測(cè)量能力。
[0012]2.本發(fā)明儀器滿足了用戶在測(cè)量過(guò)程中自動(dòng)存儲(chǔ)的要求，同時(shí)還配有藍(lán)牙模塊，用戶在測(cè)量后可以將被測(cè)物體的一些重要數(shù)據(jù)上傳到隨身攜帶的設(shè)備中，方便用戶的信息管理。
[0013]3.本發(fā)明電源模塊選用可充電式鋰電池作為供電電源，能夠滿足用戶防塵、防水及較長(zhǎng)使用時(shí)間的要求，同時(shí)為了適應(yīng)野外檢測(cè)環(huán)境，電源要求大，續(xù)航能力強(qiáng)等，可選用太陽(yáng)能電極板作為備用的電池。
[0014]4.本發(fā)明不僅能夠測(cè)量樹高，而且具備對(duì)樹木相對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量的能力，通過(guò)GPS定位模塊對(duì)樹木位置的測(cè)量，林業(yè)工作者能快速的查找到該樹木，這在樹木的維護(hù)，林業(yè)的管理方面有重要的應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2本發(fā)明的測(cè)量樹高原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1:
一種便攜式的喬木樹高及其相對(duì)坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，其組成包括:外殼1、所述的外殼內(nèi)裝有數(shù)據(jù)處理模塊2，所述的數(shù)據(jù)處理模塊2包括中央處理器和A/D轉(zhuǎn)換器4 ;所述的處理器連接有電源3、A/D轉(zhuǎn)換器4、GPS定位模塊5、超聲波測(cè)距模塊6、液晶顯示模塊7、存儲(chǔ)器8、傾角傳感器9、藍(lán)牙10，所述的外殼連接有鍵盤11。
[0018]本發(fā)明中，所述的中央處理器選用三星公司的ARM9芯片S3C2440A，所述的傾角傳感器模塊9選用SCA60，超聲波測(cè)距模塊6選用US-100，所述的液晶顯示模塊7的型號(hào)S012864，所述的GPS定位模塊5選用GPS-NE0-M6-001，所述藍(lán)牙10選用HC-05，所述的電源模塊3選用可反復(fù)充電的鋰電池或者太陽(yáng)能電極板。
[0019]在物理上，中央處理器的芯片S3C2440A與GPS定位模塊5、A