CN1007456B - 立体角规测树仪及其测树方法 - Google Patents

Abstract

本发明为森林资源调查方面的一种仪器及其测定方法。特别是一种可直接测定林分蓄积量和单株立木材积等因子的一种测树仪器及其测树方法。该仪器具有观测系统、坡度纠正系统、调平系统。采用该仪器的测树方法，可不用材积表直接测定林分蓄积量，也可不用形数和树高直接测定单株立木材积，还可测定单株立木高，水平距离，地面坡度及划定圆形样地等用途。该仪器构造简单、制造、使用方便、价廉。经试验，可满足测树精度的要求。

Description

本发明为森林资源调查方面的一种仪器及其测定方法。特别是一种不用材积表直接测定林分每公顷的蓄积量，不用形数和树高直接测定单株立木材积的一种测树仪器及其测树方法。（G01B3/02）

角规测树技术已为世界各国的林业界普遍应用。在已有的角规测树仪器中，存在的不足之处为：1、可测定林分的胸高总断面积并可测定林分的平均高，但是不能直接测定林分的蓄积量。2、可测定单株立木的望高，但不能直接测定单株立木的形高，以便测得该单株立木的材积。

本发明的目的：提供一种立体角规测树仪，用形高和法直接测定林分的蓄积量，用形高法直接测定单株立木的材积。

本发明为立体角规。该仪器纠正地面坡度影响的设计依据：垂直于水平面两条平行线间的任何斜线在该水平面的投影都等于定长。所以，当觇缝与觇板平行且都与水平面垂直时，从觇缝板的觇缝（立缝）任何部位发出的通向觇板的任何角度的视线的水平投影都等于定长。通过觇点和觇板的相对上下移动造成各种坡度条件下的相应的水平视角和竖直视角，以此来纠正坡度影响。觇点与缺口形成的视角为水平视角，觇点与觇板两端形成的视角为竖直视角仪。显然，通过立缝上适宜部位的观测，比通过觇缝板上固定的觇孔观测而单靠移动觇板的位置来纠正坡度影响要方便的多。

该仪器测定林分蓄积量的设计依据：通过觇板上的上或下水平照准线（缺口）可测定林分每公顷的总断面积，竖直照线可测定林分每公顷的平均高，那末，水平照准线与竖直照准线的组合，就可测定林分每公顷的蓄积量。其测定方法是本发明的形高和法依据公式：

M＝ $K\underset{\mathrm{i\; =\; 1}}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{\mathrm{f\; i}}$

式中：M-林分每公顷的蓄积量

K-角规的胸高断面积系数

H_fi第i株立木的形高

n-绕测时的计数株数

该仪器测定单株立木材积的依据：当把立木干形看作抛物线体时，底面位于干基，半底面在立木半高处，此时，底面到半底面的垂距即为立木形高。然而立木干形并非真正的抛物线体。干形尖削度大时，趋近园锥体，半底面应在半高之下;立木饱满时，趋近园柱体，半底面应在半高之上。因此立木的材积应为半底面到底面的垂距与底面的乘积。这就是本发明的形高法。

该仪器的结构是由观测系统、坡度纠正系统、调平系统三部分组成（见附图）

觇缝板（1）、觇板（3）、立柱（8）、均垂直于水平板（9）、且件（1）、（3）相平行。横臂（5）可通过滑夹（6）沿立柱（8）上、下滑动。觇板（3）可通过滑夹（4）沿横臂（5）上、下滑动。

观测系统由觇缝板（1）和觇板（3）组成。觇缝板（1）上有一条供观测用的窄长缝隙（立缝）。觇板（3）上的上、下两端（缺口处）可标有相同或不相同的水平照准线，中间的竖直照准线上标有均匀刻 线。觇缝与竖直照准线组成的平面垂直于觇板（3）。

坡度纠正系统由立柱（8）、横臂（5）、滑夹（4）、（6）等组成。横臂（5）垂直于立柱（8）和觇板（3）。通过横臂（5）和觇板（3）各自的上、下相对的平行位移。

调平系统由水平板（9）上的水准器（7）和平面反射镜（2）组成。水准器（7）上的气泡位移的虚像通过平面反射镜（2）的作用，分布在觇缝的所有位置，以便随时调平。

采用该仪器的测树方法：

1、测定林分每公顷的蓄积量

绕测时，视线从觇缝上适宜部位（即觇点）发出，通过觇板（3）下端的缺口观测立木的胸径，同时通过上端缺口观测该立木的上部树干直径，此时的竖直视角为α。按照常用的计数标准（1株，0.5株），根据两缺口的计数情况，确定该立木是否在样园内（在园内者计1株，在园上者计0.5株，在园外者不计）。凡计一株者，量该立木到测点的水平距离的全部，计半株者，量水平距离之半。当tgα＝1时。

将测得数据代入公式：

$\mathrm{M\; =\; k}\underset{\mathrm{i\; =\; 1}}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_j\mathrm{+\; 1.3n}$

式中：M-林分每公顷的蓄积量

K-立体角规的断面积系数

n-绕测一周，立木的蓄积计数株数

R_i第i株计数立木到测点的水平距离

1.3-为立木胸高

由公式看出，采用该仪器测定林分蓄积量，只需将各计数立 木相应的水平距离相加就行了。

2、测定单株立木的材积

视线从觇缝发出，通过觇板（3）下端的断面积系数为K的缺口观测立木的底面直径，前后移动测点的位置，使底面直径恰与视角相切。然后视线通过觇板（3）上端的断面积系数为K/2的缺口，上下观测树干的直径，当视角恰与某处直径相切时，该切点即为立木的形高点，记下形高点在竖直照准线上的位置读数，测出底面直径（通常是胸高直径）代入公式：

M＝157.08hD³

式中    M-立木材积

h-形高点的位置读数

D-底面直径

该仪器构造简单，制作使用方便，价廉，经测试，可满足测树精度的要求。

Claims (5)

1、一种角规测树仪，特别是一种立体角规测树仪，其特征在于，其观测系统与坡度自动纠正系统融为一体，并通过水平板(9)和立柱(8)与调平系统连接在一起，从而测得林分蓄积量和立木单株材积。

2、根据权利要求1所述的立体角规测树仪，其特征在于：观测系统和坡度自动纠正系统都是由水平板（9）末端的竖直觇缝板（1）和与之平行的觇板（3）所组成，而觇板（3）是与通过横臂（5）两端的滑夹（4）、（6）与水平板（9）上的立柱（8）相连接。觇板两端的缺口宽度，即水平照准线相同或不相同。

3、根据权利要求1所述的立体角规测树仪，其特征在于，调平系统是由水平板（9）上的水准器（7）与安装在垂直于水平板（9）的立柱（8）上端的反光镜（2）组成。反光镜（2）的安装方向是其法线指向水平板（9）的接近觇缝板（1）的一侧。

4、根据权利要求1所述的立体角规测树仪，其测定林分蓄积量方法的特征在于：

绕测时，视线从觇点发出，通过觇板（3）下端的缺口，观测待测立木的胸径，同时又通过上端缺口，观测立木的上部直径，此时的竖直视角为α。按常用的计数标准，即1株、0.5株。根据上、下两缺口的计数情况，确定该立木是否在样圆内，即圆内者计1株，圆上者计0.5株，圆外者不计。计一株者，量该立木到测点水平距离的全部，计半株者，量水平距离之半。当tga＝1时，

测得数据可代入公式：

$\mathrm{M\; =\; k}\underset{\mathrm{i\; =\; 1}}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_j\mathrm{+\; 1.3n}$

其中k为立体角规的断面积系数，Ri为第i株计数立木到测点的水平距离，n为绕测一周立木的蓄积计数株数，M为林分每公顷的畜积量。

5、根据权利要求1所述的立体角规测树仪，其测定单株立木材积的方法特征在于：

视线从觇缝发出，通过觇板（3）下端的断面积系数为k的缺口，观测立木的底面直径，前后移动测点的位置，使底面直径恰与视角相切。然后视线通过觇板（3）上端的断面积系数为k/2的缺口，上、下观测树干的直径，当视角恰与某处直径相切时，记下该切点在竖直照准线上的位置读数h并测底面直径D，代入公式：

m＝157。08hD³

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