一種便攜式的喬木樹高及其相對坐標測量儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種測量儀器，具體涉及一種樹木高度及其相對坐標的便攜式測量儀。
【背景技術】
[0002]樹木高度及其坐標的測定是林業生產和森林資源調查中的重點和難點，在生物量測定研究中至關重要。其中樹高是評定立地質量和樹木生長狀況以及劃分林木分層的重要依據。其相對坐標亦是生態調查中不可缺少的部分，它是空間生態學必須的基礎數據。
[0003]現階段，國內外對樹高的測量方法主要有:機械式儀器測樹高，經緯儀、全站儀測樹高、激光式儀器測樹高以及攝影技術法測樹高。機械式儀器測樹高屬于傳統的方法，這類儀器的優點在于價格低廉，使用方便，但其精度較低、操作效率低下，功能單一，并且對采集的數據處理較麻煩。在電子化、信息化的今天，該類測量儀器體現了傳統林業信息采集手段的落伍性、滯后性與粗放性。
[0004]電子經緯儀、全站儀這些儀器測樹高雖然節省了時間、降低了勞動強度、提高了功效和精度，實現了數據的自動采集、傳輸和測算，但是這類儀器存在著攜帶困難、操作繁瑣、使用復雜，對專業的知識需求較高，并且林區道路崎嶇不平，對全站儀的擺放和調平也帶來了一些問題。因此在森林調查工作中，能方便攜帶和操作的測高儀器越來越突顯其重要性。
[0005]目前廣泛使用的便攜式測高儀器根據原理的不同可以分為以下幾種:機械式、超聲波式以及激光式。這三種測高儀器的共同特點就是只能精準測量平地或者坡度很小的地面上的物體的高度，因為此種測高儀器普遍采用三角法測樹高，而此方法在測量過程中，往往要首先測量觀察者與樹木之間的水平距離，而大多數森林測量作業都是在崎嶇不平的山路或坡面上進行的，測得斜距后在換算為水平距，再根據公式算出樹高值，其換算工作繁瑣且精度不高，故測量所得的樹高值不太準確。
[0006]而且這類測高儀器一般只能實現對當前樹木高度的測量，不能測量其相對參考點的相對坐標。但是在林業調查工作中，出于對樹木維護的需要，管理者往往要知道樹木的位置信息，因此這些測高儀器不滿足當代林業調查工作的需要。
[0007]由以上可知，在現有的便攜式測高儀器中，還不存在既能對樹木高度的精準測量，又能測量樹木的相對坐標的測高儀器，如果能提供這樣的儀器，將會在林業工作中有非常大的實用價值。
[0008]發明的內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種體積小、重量輕、成本低廉、方便攜帶、容易操作的測量儀器，并且該儀器既能實現對樹高測量，又能對樹木的相對坐標測量。
[0009]為了解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案實現:
所提供的用于樹木高度測量的測高儀器包括:傾角傳感器、數據處理模塊、超聲波測距模塊、存儲器模塊、藍牙、顯示及鍵盤輸入模塊、GPS定位模塊、電源模塊；所述的超聲波測距模塊的輸出端口與數據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據處理模塊的第二輸入端口相連，所述的存儲器模塊的輸入端口與數據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、藍牙模塊分別與數據處理模塊的輸入/輸出模塊相連接。其中數據處理模塊包括中央處理器、A/D轉換器；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:當測量樹高時，首先由傾角傳感器依次測得A點到樹根和樹冠的傾角；然后將測得的數據通過A/D轉換模塊送入中央處理器進行處理；其次由傾角傳感器依次測得B點到樹根和樹冠的傾角，同時超聲波測距模塊測得A點到B點的上升距離；再次將測得的數據通過A/D模塊送入中央處理器進行處理，中央處理器將測得的所有數據按照一定的算法求得樹高值；最后將計算得出的樹高值一方面在液晶顯示屏上顯示，另一方面在存儲模塊中存儲。當使用者想把有用數據傳給外部設備時，可以選擇使用藍牙模塊。當測量樹木坐標時，首先由GPS模塊獲得樹木的絕對坐標值；然后將所測的值送入中央處理器進行處理，轉化為樹木的在樣地的相對坐標值，最后將其值顯示，并存儲起來，也可以通過藍牙模塊將有用數據送給外部設備。
[0011]本發明的特點在于:
1.本發明采用一種全新的樹高算法，在用于樹木的高度測量時不需要測量觀察者與樹木之間的水平距離，提高了樹木高度的精準測量能力。
[0012]2.本發明儀器滿足了用戶在測量過程中自動存儲的要求，同時還配有藍牙模塊，用戶在測量后可以將被測物體的一些重要數據上傳到隨身攜帶的設備中，方便用戶的信息管理。
[0013]3.本發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、防水及較長使用時間的要求，同時為了適應野外檢測環境，電源要求大，續航能力強等，可選用太陽能電極板作為備用的電池。
[0014]4.本發明不僅能夠測量樹高，而且具備對樹木相對坐標進行測量的能力，通過GPS定位模塊對樹木位置的測量，林業工作者能快速的查找到該樹木，這在樹木的維護，林業的管理方面有重要的應用價值。
【附圖說明】
[0015]圖1本發明的結構示意圖。
[0016]圖2本發明的測量樹高原理示意圖。
【具體實施方式】
[0017]實施例1:
一種便攜式的喬木樹高及其相對坐標測量儀，其組成包括:外殼1、所述的外殼內裝有數據處理模塊2，所述的數據處理模塊2包括中央處理器和A/D轉換器4 ;所述的處理器連接有電源3、A/D轉換器4、GPS定位模塊5、超聲波測距模塊6、液晶顯示模塊7、存儲器8、傾角傳感器9、藍牙10，所述的外殼連接有鍵盤11。
[0018]本發明中，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，超聲波測距模塊6選用US-100，所述的液晶顯示模塊7的型號S012864，所述的GPS定位模塊5選用GPS-NE0-M6-001，所述藍牙10選用HC-05，所述的電源模塊3選用可反復充電的鋰電池或者太陽能電極板。
[0019]在物理上，中央處理器的芯片S3C2440A與GPS定位模塊5、A