CN112304939A - 一种森林郁闭度测定方法及其装置 - Google Patents
一种森林郁闭度测定方法及其装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112304939A CN112304939A CN201910710889.5A CN201910710889A CN112304939A CN 112304939 A CN112304939 A CN 112304939A CN 201910710889 A CN201910710889 A CN 201910710889A CN 112304939 A CN112304939 A CN 112304939A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- forest
- measuring
- data
- mode
- measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N2021/8466—Investigation of vegetal material, e.g. leaves, plants, fruits
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种森林郁闭度测定方法及其装置,包括以下步骤:S1、选取试验地:选取三块人工林作为试验地;S2、开机:将测定装置安装在合适的位置,然后打开装置开关:S3、模式选择:根据天气情况和测定时间,选取对应的模式M1或M2;S4、林外光强数据获得:对M1模式下或M2模式下的测定数据进行收集;A机和B机的结构小巧、成本低,能现场获得结果,无复杂的后期处理过程,且数据稳定性高、个体间差异大、携带方便和操作简便,为森林郁闭度测定提供了便捷性,缩短了测定时间,通过模式M1或M2,使其根据天气情况和测定时间,选取对应的测定模式,此方法使测定结果更加准确、效率更高。
Description
技术领域:
本发明属于林学技术领域,特别涉及一种森林郁闭度测定方法及其装置。
背景技术:
郁闭度是指森林中乔木树冠遮蔽地面的程度,是反映林分密度的指标。郁闭度的变化,将直接影响林分内各个生态因子的变化,如风、光、温度的时空分布,降水的再分配等,是反映森林生长状况、森林结构和密度、森林环境和森林资源优劣以及确定抚育采伐强度、蓄积量估测等的重要指标。郁闭度的测定通常在偏僻的野外进行,且采集数据较多,因此,好的测定方法应具备以下特征:(1)仪器价格便宜,携带方便;(2)对测定人员操作经验的依赖性低,测定数据稳定性高;(3)测定速度快、效率高;(4)数据计算过程简单,耗时少。目前测定主要有目测法、抬头望法、树冠投影法、观测管法、球面密度法、照片法、冠层分析仪法、Moosehom观测仪、遥感数据反演法、生物模型法等,现有方法存在要求操作人员经验丰富、可靠,不同操作人员间差异大、精确度不高,设备昂贵、数据后期处理过程复杂、野外携带不方便,模型建立过程复杂、成本高,且不能在多种类型的林地中通用等问题。
发明内容:
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种森林郁闭度测定方法及其装置,解决了现有的设备所存在的缺点。
为了解决上述问题,本发明提供了一种森林郁闭度测定方法及其装置技术方案:
一种森林郁闭度测定方法,包括以下步骤:
S1、选取试验地:选取三块人工林作为试验地;
S2、开机:将测定装置安装在合适的位置,然后打开装置开关;
S3、模式选择:根据天气情况和测定时间,选取对应的模式M1或M2;
S4、林外光强数据获得:对M1模式下或M2模式下的测定数据进行收集;
S5:测定林内光强:设置测定点位数,测定各点光照强度,计算郁闭度;
S6:数据输出:显示计算结果并存储于机内。
作为优选,所述步骤S3中的M1为使用A机测定林外光强,存储于机内,用于计算郁闭度,且此种模式适用于天气稳定且测定时间较短的情况;所述步骤S3中的M2为通过B机远程实时传输林外光强数据,且此种模式适用于天气不稳定或测定时间较长,森林较大的情况。
作为优选,所述步骤S4中M1模式下的测定步骤为:
a、开启模式M1;
b、测定储存林外光强z;
c、设置林内测定点位数n;
d、测定林内各点光强xi;
e、计算,其计算公式为:
f、输出结果y。
作为优选,所述步骤S4中M2模式下的测定步骤为:
a、开启模式M2;
b、通用时间校准;
c、开启远程数据传输;
d、设置林内测定点位数n;
e、测定林内各点光强xi的同时读取并存储林外光强数据zi;
f、计算,其计算公式为:
g、输出结果y。
作为优选,所述步骤S6中数据可直接导出,导出数据包含测定时间、测定位点地理坐标、测定各点值和计算结果值。
作为优选,所述步骤S1中每块人工林中分别选择12个10m*10m地面平坦的标准地作为实验样方,在每块样方的对角线上根据测量方法合理的选取样点进行测量。
一种森林郁闭度测定装置,包括A机和B机,所述A机包括:
远程指令发送模块,用于发出对应指令;
远程无线开启控制模块,用于远程控制A机的开启与关闭;
数据采集模块,用于采集相关测定数据;
数据储存模块:用于储存采集数据;
计算模块:用于对采集数据进行计算,得出最终结果;
数据显示模块,用于显示计算结果;
USB导出模块,用于将计算结果导出并储存;
所述数据采集模块还包括:
感光元件,用于检测光线强度;
计时模块,用于测定检测时间;
地理定位模块,用于标注信息采集点;
远程数据接收模块,用于数据的传输。
作为优选,所述B机包括:
远程指令接收模块,用于接收外部的输入信息;
开关模块,便于控制机器的启动与关闭;
感光元件,用于检测光线强度;
远程数据传输模块,用于远程数据传输。
作为优选,所述A机无线连接B机。
本发明的有益效果:A机和B机的结构小巧、成本低,能现场获得结果,无复杂的后期处理过程,且数据稳定性高、个体间差异大、携带方便和操作简便,为森林郁闭度测定提供了便捷性,缩短了测定时间,通过模式M1或M2,使其根据天气情况和测定时间,选取对应的测定模式,此方法使测定结果更加准确、效率更高。
附图说明:
为了易于说明,本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的步骤示意图。
具体实施方式:
如图1-2所示,本具体实施方式采用以下技术方案:1、一种森林郁闭度测定方法,包括以下步骤:
S1、选取试验地:选取三块人工林作为试验地;
S2、开机:将测定装置安装在合适的位置,然后打开装置开关:
S3、模式选择:根据天气情况和测定时间,选取对应的模式M1或M2;
S4、林外光强数据获得:对M1模式下或M2模式下的测定数据进行收集;
S5:测定林内光强:设置测定点位数,测定各点光照强度,计算郁闭度。
S6:数据输出:显示计算结果并存储于机内。
其中,所述步骤S3中的M1为使用A机测定林外光强,存储于机内,用于计算郁闭度,且此种模式适用于天气稳定且测定时间较短的情况;所述步骤S3中的M2为通过B机远程实时传输林外光强数据,且此种模式适用于天气不稳定或测定时间较长,森林较大的情况。
其中,所述步骤S4中M1模式下的测定步骤为:
a、开启模式M1;
b、测定储存林外光强z;
c、设置林内测定点位数n;
d、测定林内各点光强xi;
e、计算,其计算公式为:
f、输出结果y。
其中,所述步骤S4中M2模式下的测定步骤为:
a、开启模式M2;
b、通用时间校准;
c、开启远程数据传输;
d、设置林内测定点位数n;
e、测定林内各点光强xi的同时读取并存储林外光强数据zi;
f、计算,其计算公式为:
g、输出结果y。
其中,所述步骤S6中数据可直接导出,导出数据包含测定时间、测定位点地理坐标、测定各点值和计算结果值。
其中,所述步骤S1中每块人工林中分别选择12个10m*10m地面平坦的标准地作为实验样方,在每块样方的对角线上根据测量方法合理的选取样点进行测量。
一种森林郁闭度测定装置,包括A机和B机,所述A机包括:
远程指令发送模块,用于发出对应指令;
远程无线开启控制模块,用于远程控制A机的开启与关闭;
数据采集模块,用于采集相关测定数据;
数据储存模块:用于储存采集数据;
计算模块:用于对采集数据进行计算,得出最终结果;
数据显示模块,用于显示计算结果;
USB导出模块,用于将计算结果导出并储存;
所述数据采集模块还包括:
感光元件,用于检测光线强度;
计时模块,用于测定检测时间;
地理定位模块,用于标注信息采集点;
远程数据接收模块,用于数据的传输。
其中,所述B机包括:
远程指令接收模块,用于接收外部的输入信息;
开关模块,便于控制机器的启动与关闭;
感光元件,用于检测光线强度;
远程数据传输模块,用于远程数据传输。
其中,所述A机无线连接B机。
实施例1:通过不同测量方法下三块样地的郁闭度,试验选取三块人工林作为试验地,每块人工林中分别选择12个10m*10m地面平坦的标准地作为实验样方,在每块样方的对角线上根据测量方法合理的选取样点进行测量,为了避免晴天强光导致的叶片明亮,照片曝光,难以和天空影像区分等问题,试验均在阴天进行,然后根据光照强度的变化情况判断,实际操作中,选用模式M1须同时满足两个条件,其一,测定时间较短,建议不超过1小时,其二,天气为无云晴天或阴天,避开日落前两小时,日出后两小时,若现场无法判断天气是否稳定,用以下方法校验:半小时内测定林外光照强度6次,约5分钟1次,偏差绝对值均值/光强均值小于5%,则视为天气稳定,当选M1时,开启模式M1,测定储存林外光强z,设置林内测定点位数n,测定林内各点光强xi,通过计算公式计算,然后输出结果y,当选M2时,其步骤依次为,开启模式M2;通用时间校准,开启远程数据传输,读取并存储林外光强数据zi,设置林内测定点位数n,测定林内各点光强xi,通过计算公式输出结果y,其实验结果如表1所示。
表1.不同测量方法下三块样地的郁闭度
注:小写字母不同,表示方法之间有显著差异;大写字母不同,表示样地之间有显著差异(P<0.05)。
三块不同样地中,三种测定方法获得的结果,均与本方案测定的结果无显著差异,由此证明本方案测定结果的准确性。
实施例2:通过不同测量方法的稳定性,试验选取三块人工林作为试验地,每块人工林中分别选择12个10m*10m地面平坦的标准地作为实验样方,在每块样方的对角线上根据测量方法合理的选取样点进行测量,为了避免晴天强光导致的叶片明亮,照片曝光,难以和天空影像区分等问题,试验均在阴天进行,然后根据光照强度的变化情况判断,实际操作中,选用模式M1须同时满足两个条件,其一,测定时间较短,建议不超过1小时,其二,天气为无云晴天或阴天,避开日落前两小时,日出后两小时,若现场无法判断天气是否稳定,用以下方法校验:半小时内测定林外光照强度6次,约5分钟1次,偏差绝对值均值/光强均值小于5%,则视为天气稳定,当选M1时,开启模式M1,测定储存林外光强z,设置林内测定点位数n,测定林内各点光强xi;当选M2时,其步骤依次为,开启模式M2,通用时间校准,开启远程数据传输,读取并存储林外光强数据zi,设置林内测定点位数n,测定林内各点光强xi,然后通过变异系数CV=(标准差/平均值)×100%,测定结果为y1、y2、y3......yn,则由此计算出稳定性的数据,其结果如表2所示。
表2 不同测量方法的稳定性
由表2可知三块不同样地中,测定结果的变异系数由高到低分别均为抬头望法>数码照片法>本方案>冠层分析仪法。由此表明,本方案测定结果的的稳定性仅低于冠层分析仪法,高于抬头望法和数码照片法,测定结果的稳定性较高。
实施例3:通过不同测量方法精度评价,试验选取三块人工林作为试验地,每块人工林中分别选择12个10m*10m地面平坦的标准地作为实验样方,在每块样方的对角线上根据测量方法合理的选取样点进行测量,为了避免晴天强光导致的叶片明亮,照片曝光,难以和天空影像区分等问题,试验均在阴天进行,然后根据光照强度的变化情况判断,实际操作中,选用模式M1须同时满足两个条件,其一,测定时间较短,建议不超过1小时,其二,天气为无云晴天或阴天,避开日落前两小时,日出后两小时,若现场无法判断天气是否稳定,用以下方法校验:半小时内测定林外光照强度6次,约5分钟1次,偏差绝对值均值/光强均值小于5%,则视为天气稳定,当选M1时,开启模式M1,测定储存林外光强z,设置林内测定点位数n,测定林内各点光强xi,通过计算公式计算,然后输出结果y;当选M2时,其步骤依次为,开启模式M2,通用时间校准,开启远程数据传输,读取并存储林外光强数据zi,设置林内测定点位数n,测定林内各点光强xi,通过计算公式输出结果y,然后将检测结果通过精度(EA)估测公式计算:
表3 不同测量方法精度评价
冠层分析仪法,是目前公认的测定结果最精确的郁闭度测定方法,利用冠层分析仪法的测定结果作为基准值,比较常用的数码照片法、抬头望法及本方案的精度,结果发现,本方案的测定精度高于常用的数码照片法和抬头望法。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种森林郁闭度测定方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、选取试验地:选取三块人工林作为试验地;
S2、开机:将测定装置安装在合适的位置,然后打开装置开关;
S3、模式选择:根据天气情况和测定时间,选取对应的模式M1或M2;
S4、林外光强数据获得:对M1模式下或M2模式下的测定数据进行收集;
S5:测定林内光强:设置测定点位数,测定各点光照强度,计算郁闭度;
S6:数据输出:显示计算结果并存储于机内。
2.根据权利要求1所述的一种森林郁闭度测定方法,其特征在于:所述步骤S3中的M1为使用A机测定林外光强,存储于机内,用于计算郁闭度,且此种模式适用于天气稳定且测定时间较短的情况;所述步骤S3中的M2为通过B机远程实时传输林外光强数据,且此种模式适用于天气不稳定或测定时间较长,森林较大的情况。
5.根据权利要求1所述的一种森林郁闭度测定方法,其特征在于:所述步骤S6中数据可直接导出,导出数据包含测定时间、测定位点地理坐标、测定各点值和计算结果值。
6.根据权利要求1所述的一种森林郁闭度测定方法,其特征在于:所述步骤S1中每块人工林中分别选择12个10m*10m地面平坦的标准地作为实验样方,在每块样方的对角线上根据测量方法合理的选取样点进行测量。
7.一种森林郁闭度测定装置,其特征在于:包括A机和B机,所述A机包括:
远程指令发送模块,用于发出对应指令;
远程无线开启控制模块,用于远程控制A机的开启与关闭;
数据采集模块,用于采集相关测定数据;
数据储存模块:用于储存采集数据;
计算模块:用于对采集数据进行计算,得出最终结果;
数据显示模块,用于显示计算结果;
USB导出模块,用于将计算结果导出并储存;
所述数据采集模块还包括:
感光元件,用于检测光线强度;
计时模块,用于测定检测时间;
地理定位模块,用于标注信息采集点;
远程数据接收模块,用于数据的传输。
8.根据权利要求7所述的一种森林郁闭度测定装置,其特征在于:所述B机包括:
远程指令接收模块,用于接收外部的输入信息;
开关模块,便于控制机器的启动与关闭;
感光元件,用于检测光线强度;
远程数据传输模块,用于远程数据传输。
9.根据权利要求7所述的一种森林郁闭度测定装置,其特征在于:所述A机无线连接B机。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910710889.5A CN112304939A (zh) | 2019-08-02 | 2019-08-02 | 一种森林郁闭度测定方法及其装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910710889.5A CN112304939A (zh) | 2019-08-02 | 2019-08-02 | 一种森林郁闭度测定方法及其装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112304939A true CN112304939A (zh) | 2021-02-02 |
Family
ID=74486479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910710889.5A Pending CN112304939A (zh) | 2019-08-02 | 2019-08-02 | 一种森林郁闭度测定方法及其装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112304939A (zh) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006284309A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Nec Corp | ガス濃度測定解析方法、前記方法によるガス取引方法、前記解析方法に使用される装置ならびに商取引システム |
CN101413875A (zh) * | 2008-11-25 | 2009-04-22 | 中山大学 | 一种树木冠层分析仪的数据采集装置 |
EP2163846A1 (en) * | 2008-09-02 | 2010-03-17 | Vilho Kalevi Pietikäinen | A measuring method of biomass in forest |
CN101793680A (zh) * | 2010-03-19 | 2010-08-04 | 中国农业大学 | 作物植被指数测定系统 |
JP2011133451A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-07-07 | Kyushu Univ | 光学的植生指数センサ |
RU2010139735A (ru) * | 2010-09-27 | 2012-04-10 | Учреждение Российской академии наук Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской акаде | Способ дистанционного определения функционального состояния фотосинтетического аппарата растений |
CN107389613A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-11-24 | 广西大学 | Led脉冲光源式作物冠层植被指数测定系统 |
US20180188221A1 (en) * | 2017-12-24 | 2018-07-05 | Elgar Yekani Motlagh | Measuring the Percentage of the Forest Cover |
CN109373937A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-22 | 中国气象局兰州干旱气象研究所 | 植被冠层叶面积指数测量方法 |
CN208597437U (zh) * | 2018-08-07 | 2019-03-15 | 成都师范学院 | 一种实验用竹笋遮光罩 |
-
2019
- 2019-08-02 CN CN201910710889.5A patent/CN112304939A/zh active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006284309A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Nec Corp | ガス濃度測定解析方法、前記方法によるガス取引方法、前記解析方法に使用される装置ならびに商取引システム |
EP2163846A1 (en) * | 2008-09-02 | 2010-03-17 | Vilho Kalevi Pietikäinen | A measuring method of biomass in forest |
CN101413875A (zh) * | 2008-11-25 | 2009-04-22 | 中山大学 | 一种树木冠层分析仪的数据采集装置 |
JP2011133451A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-07-07 | Kyushu Univ | 光学的植生指数センサ |
CN101793680A (zh) * | 2010-03-19 | 2010-08-04 | 中国农业大学 | 作物植被指数测定系统 |
RU2010139735A (ru) * | 2010-09-27 | 2012-04-10 | Учреждение Российской академии наук Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской акаде | Способ дистанционного определения функционального состояния фотосинтетического аппарата растений |
CN107389613A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-11-24 | 广西大学 | Led脉冲光源式作物冠层植被指数测定系统 |
US20180188221A1 (en) * | 2017-12-24 | 2018-07-05 | Elgar Yekani Motlagh | Measuring the Percentage of the Forest Cover |
CN208597437U (zh) * | 2018-08-07 | 2019-03-15 | 成都师范学院 | 一种实验用竹笋遮光罩 |
CN109373937A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-22 | 中国气象局兰州干旱气象研究所 | 植被冠层叶面积指数测量方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
郭海霞: "植物生物量分配的调节机制——C-N平衡模型", 《安徽农学通报》, vol. 22, no. 22, pages 20 - 21 * |
韩海荣等: "栓皮栎人工林光环境特征的研究", 《北京林业大学学报》, vol. 22, no. 4, pages 92 - 93 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rich | Characterizing plant canopies with hemispherical photographs | |
CN107014763B (zh) | 叶绿素遥感反演装置及方法 | |
CN110826549A (zh) | 基于计算机视觉的巡检机器人仪表图像识别方法及系统 | |
CN111931565A (zh) | 一种基于光伏电站uav的自主巡检与热斑识别方法及系统 | |
CN106991679A (zh) | 一种基于云平台尿检试纸生理指标量化识别方法 | |
CN108876917A (zh) | 一种森林地上生物量遥感估测通用模型构建方法 | |
CN113267258B (zh) | 红外测温方法、装置、设备、智能巡检机器人及存储介质 | |
CN112131746B (zh) | 叶绿素a浓度反演方法及系统 | |
CN110530432A (zh) | 一种电网设备带电检测系统、红外热像仪及方法 | |
CN102456142A (zh) | 一种基于计算机视觉的烟气黑度分析方法 | |
CN101614675A (zh) | 能见度测量系统及方法 | |
CN107563368A (zh) | 双表盘指针式仪表的高精度自动读数装置及方法 | |
CN107631803A (zh) | 基于热感成像的混凝土表面温度精确测量方法 | |
EP2905595A1 (en) | Gauge Testing Device | |
CN114264648A (zh) | 一种水质检测试纸识别方法和系统 | |
CN112304939A (zh) | 一种森林郁闭度测定方法及其装置 | |
CN205607423U (zh) | 一种汽车仪表指针指示值的自动识别装置 | |
JP6803940B2 (ja) | 遠隔メータ読取コンピュータ、その方法及びプログラム | |
KR20180055320A (ko) | 가정용 수질 검사 키트를 이용한 수질 검사 방법. | |
CN116124716A (zh) | 基于近感高光谱的水质监测方法及装置 | |
CN113177591A (zh) | 一种pH检测方法 | |
CN109060802B (zh) | 一种基于手机的纸基层析传感器定量分析系统、分析方法 | |
CN113792650A (zh) | 一种绿视率测量方法和系统 | |
CN112556855A (zh) | 一种自动校准的热像仪系统及校准方法 | |
US20230342541A1 (en) | Meter display identification system and identification method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |