便携式高精度立木胸径测量装置研制与试验

摘要：

立木胸径是森林资源调查中最重要的测量指标.为了实现高效、精准、简便地测量立木胸径,适应复杂树形和不同径级的树木,节省内外业勘测成本,该研究研制了一款立木胸径测量装置.基于隧道磁阻旋转编码器构建适合低成本、轻小型机电结构和高分辨力处理算法的方法,同时开发了由嵌入式软件、Android端应用和Web端应用构成的系统软件,通过多功能按键组合设计了特殊树形和大径级树木的作业流程.在单木勘查作业过程中,装置的机电结构会将立木胸径由机械量先转换为磁信号再转换成电信号,之后由嵌入式软件中集成的处理算法把电信号换算成胸径测量数据.完成所有单木勘查作业后,装置内的蓝牙将数据传输至Android端应用进行存储再上传到Web端的数据库中.为验证装置的测量精度和作业效率,选取包含多个树种的196株立木和一块包含42株立木的小样地进行试验.试验结果表明:该装置对不同径级的立木都具有较高的测量精准度(总平均绝对误差为0.08 cm、平均绝对百分比误差为0.37％、均方根误差为0.12 cm和相对均方根误差为0.54％);人均每株立木测量耗时为9.3 s(约为传统围尺方法的1/3),作业效率高.该装置解决了传统围尺在数据量测、记录和入库上的短板,降低了人力成本,比非接触式、卡测类、电子拉绳类仪器的制造成本低几百到上万元,造价仅为260元,且携带方便(质量仅为230 g),符合国家森林资源连续清查技术规定的精度要求,在森林资源调查中具有宽广的应用前景.

关键词：林业、测量、设计、胸径、隧道磁阻、编码器、森林资源调查

所属期刊栏目：38

分类号：S758.7(森林经营学、森林计测学、森林经理学)

资助基金：海南省重点研发计划项目;北京林业大学科技创新计划项目;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-11-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：31-41