CN108362278A - 一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置及其使用方法，它包括底座，所述底座为一平板结构，底座的侧边分别均匀铰接有三根可伸缩的支撑杆，底座的中间固定连接有套筒，所述套筒的上部有通过调节螺栓固定的调整杆，所述调整杆的顶端固定连接有激光测量装置。该装置具有结构简单、便于维护与携带、测量方法简便、读数直观、可远距离精确测量等特点，可以最大限度上支持相关野外调查与测量工作，取得了显著的实用效果。

Description

一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种林木冠幅与株高的测量装置，尤其涉及一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置及其使用方法，属于喀斯特石漠化地区林业测量技术领域。

背景技术

石漠化是指在脆弱的喀斯特生态环境中人类不合理的社会经济活动，造成植被破坏、水土流失、岩石裸露，地表呈现类似荒漠景观，喀斯特石漠化地区进行植被恢复生态监测显得尤为重要。

林灌草植被的生态监测所强调的是植被生长实际情况，主要包括草本生长量、乔木以及灌木高度与冠幅变化。在以往的监测中，除少量低矮的植物可以直接利用尺杆、卷尺等测量高度与冠幅，对于高大的植物，传统的测量方法一般是以目测估计植物的高度与冠幅，由于距离的原因，导致估计值与实际值误差会进一步加大，这就造成估计值与实际值存在较大的误差。与此同时，由于喀斯特地区生境异质性高，地形地貌复杂多样以及植被的石生性等特点。大部分植被长在高大石头上，冠幅与株高植被容易受树叶树枝的遮挡，测量高度有限，经常会用攀爬的方式获取数据，这就存在一定的危险性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于喀斯特地区植株胸径和基径的测量装置及其使用方法，该装置具有结构简单、便于维护与携带、测量方法简便、读数直观、可远距离精确测量等特点，可以最大限度上支持相关野外调查与测量工作，解决了上述存在的技术问题。

本发明的技术方案为：一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置，它包括底座，所述底座为一平板结构，底座的侧边分别均匀铰接有三根可伸缩的支撑杆，底座的中间固定连接有套筒，所述套筒的上部有通过调节螺栓固定的调整杆，所述调整杆的顶端固定连接有激光测量装置。

所述激光测量装置包括竖直量角板、水平量角板和固定板，所述固定板为半圆弧形平板结构，固定板的直边中间底端与调整杆固定连接，在固定板的直边上通过合页连接有水平量角板，所述水平量角板为半圆弧形平板结构，在水平量角板的外侧设有弧形的卡槽，在水平量角板的中间有与直边垂直的通孔，所述通孔内设有与调整杆固定连接的竖直量角板，在卡槽内设有可移动配合的卡座，所述卡座上设有激光测距仪。

所述固定板与调整杆垂直，固定板上还设有水平仪。

所述水平量角板的直边与竖直量角板的直边相互垂直。

所述水平量角板的中心点与竖直量角板的中心点重合，且水平量角板可沿直边轴线上下旋转。

所述水平量角板的中间固定连接有固定座，所述固定座上设有紧固螺钉。

所述卡槽的两边均设有角度刻尺。

所述卡座的弧形结构与卡槽相吻合，在卡座的侧边设有指针，所述指针指向水平量角板的中心点且与激光测距仪的测量轴线平行。

一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置的使用方法，所述方法包括以下步骤：

一、根据所需要测量的林木，选择合适的测量位置；

二、将支撑杆放置于选择好的测量位置地面上，通过调节每根支撑杆的长度，保证固定板处于水平状态，可通过水平仪来观察固定板的水平状态，要求竖直量角板指向林木的林干方向。

三、通过调节调整杆在套筒内的伸出长度，达到所需要的测量高度，锁紧调节螺栓；

四、通过调节水平量角板在竖直量角板上的旋转角度，达到所需要的测量角度后，锁紧紧固螺钉；

五、通过调节卡座在卡槽内的不同位置，操作激光测距仪，即可测量不同角度位置上激光测距仪与林木之间的距离，可分别得到不同位置的距离、水平角度和竖直角度参数；

六、通过数学关系式，即可计算出林木的冠幅和株高。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明具有以下优点：首先，本发明结构简单、可靠，在喀斯特地区环境研究的大量野外测量中，设备的可靠性往往决定了一次野外考察的成败，本发明具有较强的可靠性，确保测量工作的顺利进行；其次，传统测量冠幅方法多目测估算，数值准确性难以保证，本发明通过科学的结构和简单可靠的理论基础能够测得更加可靠的数值，提高相关研究的准确性；再次，喀斯特地区地形地貌复杂，传统测量方式对于地形要求较高，在地形较为复杂的地区会出现较大误差，本发明基本不受地形影响，更能够适应喀斯特地区的复杂环境；最后，本发明便于携带，重量较轻，便于野外观测时随身携带，减轻野外考察时携带设备的负担，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2 为本发明的俯视图；

图3 为本发明A局部放大图；

图4 为本发明A局部放大侧视图；

图5 为本发明A局部放大俯视图；

图6 为本发明实施例2测量原理图；

图7 为本发明实施例3测量原理图；

图8 为本发明实施例4测量原理图；

图9 为本发明实施例5测量原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照本说明书附图对本发明作进一步的详细描述。

实施例1：如附图1～5所示，一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置，它包括底座2，所述底座2为一平板结构，底座2的侧边分别均匀铰接有三根可伸缩的支撑杆1，底座2的中间固定连接有套筒3，所述套筒3的上部有通过调节螺栓4固定的调整杆5，所述调整杆5的顶端固定连接有激光测量装置6。

进一步的，激光测量装置6包括竖直量角板62、水平量角板64和固定板61，所述固定板61为半圆弧形平板结构，固定板61的直边中间底端与调整杆5固定连接，在固定板61的直边上通过合页66连接有水平量角板64，所述水平量角板64为半圆弧形平板结构，在水平量角板64的外侧设有弧形的卡槽69，在水平量角板64的中间有与直边垂直的通孔72，所述通孔72内设有与调整杆5固定连接的竖直量角板62，在卡槽69内设有可移动配合的卡座71，所述卡座71上设有激光测距仪63。

进一步的，固定板61与调整杆5垂直，固定板61上还设有水平仪70。

进一步的，水平量角板64的直边与竖直量角板62的直边相互垂直。

进一步的，水平量角板64的中心点与竖直量角板62的中心点重合，且水平量角板64可沿直边轴线上下旋转。

进一步的，水平量角板64的中间固定连接有固定座67，所述固定座67上设有紧固螺钉68。

进一步的，卡槽69的两边均设有角度刻尺。

进一步的，卡座71的弧形结构与卡槽69相吻合，在卡座71的侧边设有指针，所述指针指向水平量角板64的中心点且与激光测距仪的测量轴线平行。

一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置的使用方法，所述方法包括以下步骤：

一、根据所需要测量的林木，选择合适的测量位置；

二、将支撑杆1放置于选择好的测量位置地面上，通过调节每根支撑杆1的长度，保证固定板61处于水平状态，可通过水平仪70来观察固定板61的水平状态，要求竖直量角板62指向林木的林干方向。

三、通过调节调整杆5在套筒3内的伸出长度，达到所需要的测量高度，锁紧调节螺栓4；

四、通过调节水平量角板64在竖直量角板62上的旋转角度，达到所需要的测量角度后，锁紧紧固螺钉68；

五、通过调节卡座71在卡槽69内的不同位置，操作激光测距仪，即可测量不同角度位置上激光测距仪与林木之间的距离，可分别得到不同位置的距离、水平角度和竖直角度参数；

六、通过数学关系式，即可计算出林木的冠幅和株高。

实施例2：如附图6所示，当测量植株生长位置与设备基本处于同一高度时的株高测量：将本设备放置于测量植株附近O点，使用距离以能观察到植株冠部全貌为准；打开三脚支撑杆1以放置设备，三脚支撑杆1可较好适应喀斯特地区地表崎岖不平的问题，保持调整杆5与所测量植株平行；打开激光测距仪63按钮，使激光测距仪63所发射线与树干垂直，并测量到植株距离BO；将激光测距仪63调整至竖直量角板62的上部位置，并用其对准植株最高点A，射线与树干形成直角三角形⊿AOB；读出∠BOA大小为X；此时已知BO长度及∠BOA大小，根据直角三角形Tan值AB/BO=TanX可求得AB长度；测量BC；BC+AB即为植株高度。

实施例3：如附图7所示，当测量植株生长位置与设备基本高度相差较大时的株高测量，此种情况下需借助激光测距仪测得AO长度，方法同上可知AC为植株高度，可得∠AOC、∠AOB、∠COB大小；通过Sin∠AOB=AB/AO，勾股定理两直角边平方和等于斜边平方值可计算分别得到AB、BO长度；通过Tan∠COB=BC/BO可计算得到BC长度；此时植株高AC=AB-BC。

实施例4：如附图8所示，当测量植株生长位置与设备基本处于同一高度时的冠幅测量，将本设备放置于测量植株附近O点，使用距离以能观察到植株冠部全貌为准；打开三脚支撑杆1以放置设备，三脚支撑杆1可较好适应喀斯特地区地表崎岖不平的问题，保持调整杆5与所测量植株平行；打开激光测距仪63的按钮，使激光测距仪63射线照射植株冠部两侧E、F两点，再使用激光测距仪63射线垂直于植株照射B点，可测量OB距离；形成两个相交平面两平面相交于OG；观察竖直量角器刻度可知∠BOG大小，根据Cos∠BOG=OB/OG可求得OG长度；读取横向量角器刻度可得到∠EOG、∠FOG大小，根据Tan∠EOG=EG/OG、Tan∠FOG=FG/OG可分别得到EG、FG长度；EF为冠幅大小，EF=EG+FG。

实施例5：如附图9所示，当测量植株生长位置与设备基本高度相差较大时的冠幅测量，以激光测距仪63射线照射植株冠部两侧E、F两点即为冠幅；读取∠EOG、∠FOG大小；此种情况下需借助激光测距仪测得EO、FO长度；Sin∠EOG=EG/EO、Sin∠FOG=FG/FO可计算分别得知EG、FG长度，冠幅EF=EG+FG。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置，它包括底座（2），其特征在于：所述底座（2）为一平板结构，底座（2）的侧边分别均匀铰接有三根可伸缩的支撑杆（1），底座（2）的中间固定连接有套筒（3），所述套筒（3）的上部有通过调节螺栓（4）固定的调整杆（5），所述调整杆（5）的顶端固定连接有激光测量装置（6）。

2.根据权利要求1所述的一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置，其特征在于：所述激光测量装置（6）包括竖直量角板（62）、水平量角板（64）和固定板（61），所述固定板（61）为半圆弧形平板结构，固定板（61）的直边中间底端与调整杆（5）固定连接，在固定板（61）的直边上通过合页（66）连接有水平量角板（64），所述水平量角板（64）为半圆弧形平板结构，在水平量角板（64）的外侧设有弧形的卡槽（69），在水平量角板（64）的中间有与直边垂直的通孔（72），所述通孔（72）内设有与调整杆（5）固定连接的竖直量角板（62），在卡槽（69）内设有可移动配合的卡座（71），所述卡座（71）上设有激光测距仪（63）。

3.根据权利要求2所述的一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置，其特征在于：所述固定板（61）与调整杆（5）垂直，固定板（61）上还设有水平仪（70）。

4.根据权利要求2所述的一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置，其特征在于：所述水平量角板（64）的直边与竖直量角板（62）的直边相互垂直。

5.根据权利要求2所述的一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置，其特征在于：所述水平量角板（64）的中心点与竖直量角板（62）的中心点重合，且水平量角板（64）可沿直边轴线上下旋转。

6.根据权利要求2所述的一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置，其特征在于：所述水平量角板（64）的中间固定连接有固定座（67），所述固定座（67）上设有紧固螺钉（68）。

7.根据权利要求2所述的一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置，其特征在于：所述卡槽（69）的两边均设有角度刻尺。

8.根据权利要求2所述的一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置，其特征在于：所述卡座（71）的弧形结构与卡槽（69）相吻合，在卡座（71）的侧边设有指针，所述指针指向水平量角板（64）的中心点且与激光测距仪的测量轴线平行。

9.根据权利要求1～8任一项所述的一种喀斯特地区林木冠幅与株高的测量装置的使用方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

一、根据所需要测量的林木，选择合适的测量位置；

二、将支撑杆（1）放置于选择好的测量位置地面上，通过调节每根支撑杆（1）的长度，保证固定板（61）处于水平状态，可通过水平仪（70）来观察固定板（61）的水平状态，要求竖直量角板（62）指向林木的林干方向；

三、通过调节调整杆（5）在套筒（3）内的伸出长度，达到所需要的测量高度，锁紧调节螺栓（4）；

四、通过调节水平量角板（64）在竖直量角板（62）上的旋转角度，达到所需要的测量角度后，锁紧紧固螺钉（68）；

五、通过调节卡座（71）在卡槽（69）内的不同位置，操作激光测距仪，即可测量不同角度位置上激光测距仪与林木之间的距离，可分别得到不同位置的距离、水平角度和竖直角度参数；

六、通过数学关系式，即可计算出林木的冠幅和株高。