具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1

参见图1，本发明提供一种任意地形条件下树高树干长冠长高精度测量方法，包括步骤，

S1、在测量环境中选取两个不同位置的点，其中一个为观测点B，另一个为参考点C；观测点B和参考点C的选取条件为，观测点和参考点可分别无障碍的观察到与待测树木顶点A及树基点D，也就是树尖位置及树干和地面接触的位置；

S2、测量观测点B和参考点C之间的间距a，间距a的测量可选用激光测距仪；

测量观测点B和参考点C之间的间距a，具体为，在所述观测点B和参考点C处分别竖直设立标志杆L1和标志杆L2，在所述标志杆L1和标志杆L2的杆体上分别选取一个测量点，测量标志杆L1和标志杆L2的两个杆间距测量点之间的距离，从而获得参考点B和参考C之间的间距a；

所述测量点的选取方法为，将标志杆L1和标志杆L2竖直设置在观测位置的地面上，以标志杆L1和标志杆L2所在地面为起点，以相同的高度分别在所述标志杆L1和标志杆L2的选取一个点作为所述测量点。即标志杆L1和标志杆L2上的测量点与其对应标志杆所在地面地表的垂直距离相等。此处的高度数值可选为测量点距离地面1.5米处。

S3、将参考点C在观测点B所在水平面上的竖直投影记为参考投影点E，测量参考点 C相对于观测点B在水平线上的倾角∠CBE的度数，得出观测点B和参考投影点E的间距；

测量参考点C相对于观测点B在水平线上的倾角∠CBE的度数，具体为，以所述标 志杆L1和标志杆L2上的所述测量点为观测点；

以两个所述测量点的连线，及所述标志杆L1的测量点朝向标志杆L2的水平线形成 夹角为倾角∠CBE，从而获得参考点C相对于观测点B在水平线上的倾角∠CBE的度数。

得出观测点B和参考投影点E的间距，具体为，根据获取的倾角∠CBE，采用下式进行，

其中，BE为观测点B和参考投影点E之间的间距。

S4、将树基点D位于观测点B所在水平面的竖直投影点记为树投影点O，通过标志杆L1、标志杆L2及待测树木的位置，确定出∠BOE的度数，从而得出树投影点O与观测点B之间的间距；

确定出∠BOE的度数，具体为，以标志杆L1、标志杆L2的轴线，及所述贯穿所述树基 点D的竖直线为测量参考，从而测量获得在观测点B所在的水平面上，树投影点O、观测点B和 参考投影点E形成夹角∠OBE的度数，测量夹角∠OEB的度数，则可得出，在△OBE中，

即

∠BOE为观测点B、树投影点O和参考投影点E在观测点B所在水平面上形成的夹角， 度数记为。

确定树投影点O与观测点B之间的间距，具体为，

在△OBE中，利用面积公式，推导出边角关系如下，

于是可得OB的长，

OB为树投影点O与观测点B之间的间距。

S5、测量树基点D相对于观测点B的倾角∠OBD的度数，根据S4得到树投影点O和 观测点B的间距，从而得到树投影点O和树基点D的间距；

树投影点O到树基点D的距离获取，具体为，在直角三角形△OBD中，根据下式，

OD为树投影点O至树基点D之间的距离。

S6、选定树干上的第一分枝点P，测量第一分枝点P相对于观测点B的倾角∠OBP度 数；从而获得树投影点O和第一分枝点P的间距；

树投影点O和第一分枝点P间距计算方法为，使用公式，

OP为树投影点O到第一分枝点P的距离。

S7、测量顶点A相对于观测点B的倾角∠OBA的度数，从而获得树投影点O和顶点A 的间距，进而获得待测树体高度数值。

树投影点O和顶点A间距的计算方法为，使用公式，

OA为树投影点到顶点A的距离。

其中，为的度数，为的度数，为的度数， 可以分别通过测量器具直接测量获得。

待测树体高度数值包括树整体高度、树干长度及树冠长度；树整体高度为，

从而可得，

H为待测树木整体高度；

树干长度为，

从而可得，

为树干长度；

树冠长度为，

从而可得，

为树冠长度。

实施例2

在实施例1的基础上，倾角∠CBE的度数，和倾角∠OBD的度数，在实际测量时 主要可分为以下三种情况。

（1）当时，即为复杂地形条件下坡面测树，根据上述公式进行测 量和计算可以分别获取到待测树木整体高度H，树干长度及树冠长度。

（2）当，即观测点B和参考点C在同一水平面，而树木在坡面上，此 时坡面树高、树干高、树冠冠长的测量计算公式变为：

待测树木整体高度：

树干长度：

树冠长度：

该三式分别为观测点B和参考点C在同一水平面，而树木在坡面上的树高、树干高、树冠冠长的测量计算公式。

（3）当，即为观测点B和参考点C在同一水平面上，此时为平地上 的树木测量，此时的树高、树干长、树冠长的测量计算公式为：

待测树木整体高度：

树干长度：

树冠长度：

该三式即为平地条件下竖直生长的树高、树干高、树冠长的测量计算公式。

实施例3

在实施例1的基础上，本方案步骤还包括S8、判定待测树木是否为竖直生长；

参见图2，为竖直贯穿树基点D的直线；分别为A点、P点在线上的 垂线垂足，即在线上的水平投影点；分别为P点和A点在水平面OEB上的竖直投 影点；为树体的倾斜角，度数为。

如果待测树木为竖直生长，则待测树木整体高度H为真实树高；

如果待测树木为倾斜生长，则通过待测树木相对于竖直方向的倾角进行数值修正，从而获取真实树高；

判定待测树木是否为竖直生长，具体为，在所述标志杆L1和标志杆L2上的测量点 处设置铅锤，将标志杆L1与标志杆L2的杆身分别与待测树体的中线重合，测量两条铅锤线 与标志杆L1和标志杆L2之间的夹角，取两个夹角中的最大值记为，为树体的倾斜角的 度数；

如果，则树体为竖直生长，待测树木整体高度为真实树木高度；

如果，则树体为倾斜生长。

当判定待测树木为倾斜生长时，对于真实树高值的修正方法为，

获取观测点B和树基点D之间的距离，使用下式，

其中，BD为观测点B和树基点D之间的距离；

在△ABD中，

存在关系，

其中，为树木倾斜时的树体高度；

为树木倾斜时的树干长度；

为树木倾斜时的树冠长度。

实施例4

参见图3至图7，结合本方案方法，本方案提出一种角度测量装置，装置本身包括从下至上依次设置的底座1、支撑组件2及大测角器3；

所述大测角器3包括角度测量尺，角度测量尺包括定边尺31与动边尺32，定边尺31和动边尺32的一端通过转轴转动连接，连接处设置有锁紧旋钮33，定边尺31和动边尺32的尺体一侧均设置有用于远距离瞄准定位的瞄具34。

角度测量尺选用数显角度测量尺，定边尺31的尺体上设置有显示屏，数显角度测量尺为现有技术，在此不再赘述。

所述底座1包括基板11，基板11下侧面中部竖直固定设置有插杆12，所述插杆12底端为尖端，所述基板11上侧面设置连接筒13，连接筒13下端与所述基板11球铰连接；连接筒13内部中空，且内壁设置有内螺纹；

所述支撑组件2包括主支杆21，主支杆21底端与所述连接筒13螺纹连接，所述主支杆21底端设置外螺纹，设置有外螺纹的螺纹部上侧设置有限位板22；所述主支杆21顶端固定设置主托板23，主托板23上表面设置转台24，所述转台24包括位于底部的转动块241，所述转动块241下侧面与所述主托板23上表面转动连接，所述转动块241上部铰接承载台242；

所述承载台242包括与所述转动块241上部铰接的支杆，支杆顶端固定设置台板，所述台板与所述定边尺31及动边尺32的转轴同轴转动连接。

支杆和转动块22的铰接处设置有锁紧螺栓。

转台24为万向转动结构，在森林计测工作中，因为树木的生长可能存在多种情况，而需要量取的角度从竖直到水平方向均可能涉及，所以采用转台2便于对工具本体3的控制使用。

定边尺31与动边尺32连接的一端外侧连接把手35。把手35连接于工具本体3的一侧，更加便于工作人员对工具本体3进行操作。

所述把手35上设置有长条状的水准泡351。

所述主支杆21的杆体上套设定位管25，定位管25与主支杆21滑动连接，所述定位管25的管壁上开设有螺纹孔，螺纹连接紧固螺栓251，定位管25管壁外侧固定设置有圆形水准泡252。

定位管25的管壁外侧还设置有用于测量树木倾斜生长角度的小测角器4，所述小测角器4包括安装架41，安装架41与定位管25外壁固定连接，安装架41上设置铅锤转轴42，所述铅锤转轴42的轴线与所述主支杆21的轴线方向垂直；铅锤转轴42的轴杆上开设贯通孔，贯通孔方向为轴杆截面的直径方向，铅锤43的挂绳上端穿过该贯通孔，且铅锤43挂绳的顶端打结；

铅锤转轴42的轴杆端部同轴转动设置转杆44，转杆44上开设有通槽，通槽内滑动连接小角度尺44；

小角度尺44同样为数显角度测量尺，小角度尺44包括小定边尺441及小动边尺442，小定边尺441贯穿所述通槽，且通过通槽与所述铅锤转轴42滑动连接，小动边尺442为折叠尺体，两段尺体的连接处铰接；小定边尺441的尺体上开设有小观察槽443。

如果树木倾斜生长，结合本方案的测量方法，将主支杆21倾斜，令其与树木中线对 齐，转动定位管25，令小测角器4位于主支杆21相对于水平线小角度一侧，等铅锤43处于竖 直静止状态后，转动转杆44，通过小观察槽443观察，令小定边尺441和铅锤43的挂绳位于同 一直线上，然后滑动小定边尺441，调节小动边尺442的角度，令其与主支杆21的轴线平行。 如果在拉动小定边尺441后，小动边尺442和主支杆21的间距仍然过大，可以将小动边尺442 折叠，通过折叠来增加小动边尺442的宽度，令其更容易贴近主支杆21的外壁。通过读取小 定边尺441上的显示屏，便可读出树木倾斜角度，也就是。

本装置采用独脚架式的支立形式，结合本方案提供测量方法，在测量时可以更灵活的调整主支杆21的方向，因为有很大部分情况树木是倾斜生长的，因此，在需要将主支杆21倾斜然后观察树木倾斜角度时，本装置的结构更加方便使用。

实施例5

在实施例4的基础上，每个瞄具34均包括两个准星，两个准星之间留有间距。

每个瞄具34设置两个准星，能够把视线观测的方向位置固定住，不至于随观测者视线的变动而发生变化，从而确保视线和瞄准星所附着的尺子之间保持平行线，能保证视线观测出来的角度和量角器测量出来的角度大小相等。

定边尺31与动边尺32连接的一端外侧固定连接把手35。把手35连接于工具本体3的一侧，更加便于工作人员对工具本体3进行操作。

两个瞄具34的准星相同，定边尺31和动边尺32上的瞄具34高度要一致，才能保证瞄具视线观测到的角度和出的角度和角度测量尺测量出的角度大小一致。在实际设计制造时，每个瞄具34的两个准星之间间距无需过大，可以降低制造难度。采用这一形式的瞄具34无需额外供电，对于野外计测作业环境适用性极高。

瞄具34也可以选用红光激光发射类瞄具，结合视镜观察激光打到树木上的红色标记来配合定边尺31和动边尺32的使用。

进行角度测量时，结合瞄具34分别确定定边尺31和动边尺32的朝向角度，根据定边尺31上的显示屏进行角度读数即可。

实施例6

在实施例4或5的基础上，所述主支杆21的杆体上开设有径向贯通杆体的大观察槽26，大观察槽26沿主支杆21的轴线开设。当需要观测树木是否倾斜时，令主支杆21倾斜，使其与树木中线对齐，通过大观察槽26观察被测树木，确保主支杆21和树木中线是否基本对齐。

实施例7

在实施例6的基础上，所述大观察槽26内设置透镜，所述透镜整体为矩形条状，透镜朝向主支杆21径向两侧均为内凹的弧形面，两个弧形面圆心的连线与所述主支杆21的轴线垂直且相交。

通过透镜的设置，可以扩大透过大观察槽26获取的观察面积，而考虑到测量方法中，需要确保主支杆21和树木倾斜中线对其，采用这一形式的透镜，不会缩小树木的纵向图像，而仅仅是收窄树木的横向宽度，因此可以更容易的观察树木在大观察槽26内是否居中。

实施例8

在实施例6的基础上，所述大观察槽26的两侧设置弹性的透明膜，大观察槽26内填充透明液体，大观察槽26上方的主支杆21杆体内部开设空腔，空腔内设置活塞，活塞在空腔内沿主支杆21轴向滑动运动，且不转动，空腔和大观察槽26内部空间连通；

活塞上侧固定连接活塞杆，活塞杆为丝杆，所述主支杆21上转动设置调节环27，调节环27与所述活塞杆螺纹连接。

通过这一结构，当调节环27驱动活塞杆下移时，大观察槽26两侧的透明膜向外突出，此时大观察槽26呈凸透镜状态，反之，活塞杆上移时，透明膜内凹，大观察26呈凹透镜状态。根据实际使用观测过程中与树木的距离，可以调节大观察槽26的状态，便于更好的进行观测树木影像在大观察槽26内的状态，确保主支杆21与树木中线对齐，从而提高最终的测量精度。

实施例9

参见图8，在实施例4至实施例8任一的基础上，本装置还包括垫块5。

所述基板11上开设四个定位孔，垫块5上部为敲击块51，敲击块51上侧面开设有碟形凹槽，敲击块下侧面固定连接四根立柱，立柱底端固定设置销杆，销杆与定位孔对应。使用时，首先将底座1摆放在要设置的位置，然后将垫块51插设在基板11上，之后用重物敲击垫块，直至插杆12插入地表之后，取下垫块5，支撑组件2等即可完成装置架设。因为考虑到使用环境中可能存在不容易架设底座1的环境，通过垫块5，可以大力敲击，而避免装置其它部分组件损坏。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。