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摘 要：在森林资源的调查中，我国相关的测量手段还是有所欠缺，存在很多问题；目前，针对森林调查的测量又有了一项新的测量技术，即图像测量。利用图像测量的技术可以对森林中树木的高度，以及树木直径和树冠同时测量，并且省去了很多繁琐的测量过程，通过实践测量，这种方法确实简单高效，可行性比较高。本文主要对图像测量的技术应用在森林调查中进行分析。
关键词：图像测量；森林；调查
对森林的资源进行调查的时候，测量地面上生长树木的树高、树木直径、树冠这些内容是很重要的。对于幼龄树木和成年树木的胸径，都可以通过直接测量的方式进行测量，对于树木的其他参数的测量，我们就需要靠其他的测量方式间接得到数据。目前，对于测量树木的各种相关参数，尤其是测量树木的高度和树冠的方法，是多数森林工作者在重要研究的方向。
1 树木常用的测量方法
1.1 测量树高
林业科学上，树木高度一共分全高和干高，以及商用材高三大类。全高就是指树木从地平面一直到树梢之间的水平垂直距离；而干高就是指树木从地平面一直到树冠点之间的距离；最后的商用材高则是指树木从地平面开始一直到能用到部位的最末端距离。通常的情况下，对树木的测量都是测量全高。
对于测量树高的方法有直接测定以及间接测定。而间接测定的方法还可分成基于几何原理以及基于三角原理的测量方法；所谓的直接测定就是测量人员的手臂能直接触及范围内，利用皮尺和测量杆等方式对幼树进行测量。所谓的间接测量，都是利用测量的仪器对树木进行测量。现在常用的测量树木高度的仪器有克里森测量仪和圆筒测量仪，这两种都是基于几何原理的测高仪器，还有一种是基于三角原理的树木测量仪器，叫布鲁莱斯测量仪。我国在森林测量的过程中，应用的几乎都是布鲁莱斯测量仪；利用这个测量仪首先要测出树木的测点到水平的距离，并且是整数值，这种测量仪器的工作效率比较低，测量的精度不准，还很很能受到人为的影响。
1.2 测量直径
对于树木直径的测量就没有树木高度测量那么繁琐，相对简单一些，一般用直径卷尺、轮尺以及钩尺就可以直接测量。这些测量工具也只能对树木胸径进行测量，对树木上面的直径进行测量就不可行了，到目前为止对于树木上面的直径测量都没有什么好的测量办法。
1.3 测量树冠
多数的树冠轮廓都不太规则，而且直接测量也不适用树冠的测量，种种因素都使对树冠的测量比较困难。现在多数都是对树冠映在地面上垂直的投影进行确定，然后根据投影再测量直径，但森林的环境有限，对树冠的投影很难准确得到，这种测量方法也只是大概的测量。
2 图像测量
由于森林的环境比较复杂，在图像测量上分别利用直接测量和间接测量两种不同的测量方法进行树木测量工作。一般情况下，对于高度不是特别高，而且还能够接近的树木，都是采用直接测量的方法；对于树木比较高，而且很难接近的树木，都是采用间接测量的方法。
2.1 直接测量的方法
假设我们现在要测量一颗树木，设定树干高度为B，相对应的树干部分是b，现在想测量B值大小；对树木进行拍摄的时候，在树木的旁边立一根测量好长度的标杆，设定标杆的长度为A，相对应的标杆部分是a。拍照的时候还要保证相机镜头要一直垂直于地面，这样通过拍摄的图像能获得树木一点透视图或者是二点的透视图，然后根据透视图和数学原理，我们能得到一个数列式：A：B=a：b。我们已经知道A的数值，还能通过计算机得出相应的a和b的数值，也就是a和b对应的相机像素的点数，然后根据已知的A、a、b就可以算出B的值，也就是树干的实际高度。同样，根据直接测量的方法还能测量出树木的树冠、直径等一些参数。
2.2 间接测量的方法
间接测量法又叫基点增高法，其测量原理如下。
如图所示，1、2为二根等长的标尺，gh为待测树木，二标尺的基点a、c与树木的基点g处于同一水平面上，连接a、c并延长，然后连接二标尺的顶点b、d，bd为一视平线，bd与ac的延长线交于点o，则o点为二标尺的灭点，过树木的基点g作一水平线与ac延长线交于e点，过e点作一垂直线与视平线bd交于f点，根据透视图的性质有ef与ab、cd等高。由此可得在g点处，图像中ef所代表的实际长度为标尺的长度l，假设树的实际高度为h，同理得关系式：
■=■
式中l为已知，只需要用计算机算出图像中ef与gh的高度值，就可以得到树木的实际高度值。利用这种方法可以一次计算出图像中多棵树木的参数值，其前提条件就是树木的基点必须要与标尺的基点处于同一水平面。
2.3 系统软件介绍
从直接测量法与间接测量法的原理，可知图像测量法的关键就是要求出图像中标尺及树高、树径和树冠所对应图像的像素点数。为此以VisualBasic 6.0为工具开发了一套测试软件。考虑到测试的实际需要，该测试软件主要包括以下4个模块：几何缩放、直接测量、间接测量及数据处理。
在测量时直接测量法只需要定出标尺的上下两个端点，就可以计算出每个像素点所代表的实际长度值，然后再根据所要求的参数，确定各个参数的特征点的位置。例如，若是要求树全高就只需要确定树的上下两个端点就可以得到树的全高值。间接测量法在计算单位像素点所代表的实际长度时比较麻烦，必须要在图像上确定两个已知长度的标尺的上下两个端点和待测树木的基点，然后才能求出长度值。因此在進行测量时确定特征点的位置非常重要，点的位置直接关系到测量精度。为了找准特征点，在系统软件中特意设置了一个几何缩放模块，通过先将图像放大，然后用鼠标直接在图像上确定特征点。数据处理模块主要是将测得的数据存进数据库，这样可以方便林业工作者做统计工作。
结束语
将图像测量的技术方法引用到森林调查中，为树木的测量工作又开辟了一个新的技术。在实际的测量工作中，图像测量展现了很多优势；如果在野外展开测量工作的情况下，不用测量人员进行实地的测量，还减少了很多辅助性的工作，使测量强度减少了很多；图像测量所拍摄的照片和测量数据，能随时存档，方便以后对测量工作进行研究；同时，图像测量还为森林调查提供了现代化的新技术，加快了森林资源发展的进步。当然，图像测量技术并不是完美的，它还有不足之处，在以后的测量工作中，要不断吸取经验，完善技术的应用，确保在进行测量工作的时候，能得到精准的参数信息。
参考文
[1]陶翼.遥感图像在森林资源二类调查中的应用[J].中南林业科技大学，2013（10）.
[2]胥利红.森林参数数字摄影测量提取技术的应用研究[J].东北林业大学，2010.
[3]贾锦霞.TM图像在森林资源调查与制图中的应用[J].经纬天地，2015.
[4]刘清华.遥感图像融合技术在森林资源调查中的应用[J].四川林勘设计，2008（6）.
关键词：图像测量；森林；调查
对森林的资源进行调查的时候，测量地面上生长树木的树高、树木直径、树冠这些内容是很重要的。对于幼龄树木和成年树木的胸径，都可以通过直接测量的方式进行测量，对于树木的其他参数的测量，我们就需要靠其他的测量方式间接得到数据。目前，对于测量树木的各种相关参数，尤其是测量树木的高度和树冠的方法，是多数森林工作者在重要研究的方向。
1 树木常用的测量方法
1.1 测量树高
林业科学上，树木高度一共分全高和干高，以及商用材高三大类。全高就是指树木从地平面一直到树梢之间的水平垂直距离；而干高就是指树木从地平面一直到树冠点之间的距离；最后的商用材高则是指树木从地平面开始一直到能用到部位的最末端距离。通常的情况下，对树木的测量都是测量全高。
对于测量树高的方法有直接测定以及间接测定。而间接测定的方法还可分成基于几何原理以及基于三角原理的测量方法；所谓的直接测定就是测量人员的手臂能直接触及范围内，利用皮尺和测量杆等方式对幼树进行测量。所谓的间接测量，都是利用测量的仪器对树木进行测量。现在常用的测量树木高度的仪器有克里森测量仪和圆筒测量仪，这两种都是基于几何原理的测高仪器，还有一种是基于三角原理的树木测量仪器，叫布鲁莱斯测量仪。我国在森林测量的过程中，应用的几乎都是布鲁莱斯测量仪；利用这个测量仪首先要测出树木的测点到水平的距离，并且是整数值，这种测量仪器的工作效率比较低，测量的精度不准，还很很能受到人为的影响。
1.2 测量直径
对于树木直径的测量就没有树木高度测量那么繁琐，相对简单一些，一般用直径卷尺、轮尺以及钩尺就可以直接测量。这些测量工具也只能对树木胸径进行测量，对树木上面的直径进行测量就不可行了，到目前为止对于树木上面的直径测量都没有什么好的测量办法。
1.3 测量树冠
多数的树冠轮廓都不太规则，而且直接测量也不适用树冠的测量，种种因素都使对树冠的测量比较困难。现在多数都是对树冠映在地面上垂直的投影进行确定，然后根据投影再测量直径，但森林的环境有限，对树冠的投影很难准确得到，这种测量方法也只是大概的测量。
2 图像测量
由于森林的环境比较复杂，在图像测量上分别利用直接测量和间接测量两种不同的测量方法进行树木测量工作。一般情况下，对于高度不是特别高，而且还能够接近的树木，都是采用直接测量的方法；对于树木比较高，而且很难接近的树木，都是采用间接测量的方法。
2.1 直接测量的方法
假设我们现在要测量一颗树木，设定树干高度为B，相对应的树干部分是b，现在想测量B值大小；对树木进行拍摄的时候，在树木的旁边立一根测量好长度的标杆，设定标杆的长度为A，相对应的标杆部分是a。拍照的时候还要保证相机镜头要一直垂直于地面，这样通过拍摄的图像能获得树木一点透视图或者是二点的透视图，然后根据透视图和数学原理，我们能得到一个数列式：A：B=a：b。我们已经知道A的数值，还能通过计算机得出相应的a和b的数值，也就是a和b对应的相机像素的点数，然后根据已知的A、a、b就可以算出B的值，也就是树干的实际高度。同样，根据直接测量的方法还能测量出树木的树冠、直径等一些参数。
2.2 间接测量的方法
间接测量法又叫基点增高法，其测量原理如下。
如图所示，1、2为二根等长的标尺，gh为待测树木，二标尺的基点a、c与树木的基点g处于同一水平面上，连接a、c并延长，然后连接二标尺的顶点b、d，bd为一视平线，bd与ac的延长线交于点o，则o点为二标尺的灭点，过树木的基点g作一水平线与ac延长线交于e点，过e点作一垂直线与视平线bd交于f点，根据透视图的性质有ef与ab、cd等高。由此可得在g点处，图像中ef所代表的实际长度为标尺的长度l，假设树的实际高度为h，同理得关系式：
■=■
式中l为已知，只需要用计算机算出图像中ef与gh的高度值，就可以得到树木的实际高度值。利用这种方法可以一次计算出图像中多棵树木的参数值，其前提条件就是树木的基点必须要与标尺的基点处于同一水平面。
2.3 系统软件介绍
从直接测量法与间接测量法的原理，可知图像测量法的关键就是要求出图像中标尺及树高、树径和树冠所对应图像的像素点数。为此以VisualBasic 6.0为工具开发了一套测试软件。考虑到测试的实际需要，该测试软件主要包括以下4个模块：几何缩放、直接测量、间接测量及数据处理。
在测量时直接测量法只需要定出标尺的上下两个端点，就可以计算出每个像素点所代表的实际长度值，然后再根据所要求的参数，确定各个参数的特征点的位置。例如，若是要求树全高就只需要确定树的上下两个端点就可以得到树的全高值。间接测量法在计算单位像素点所代表的实际长度时比较麻烦，必须要在图像上确定两个已知长度的标尺的上下两个端点和待测树木的基点，然后才能求出长度值。因此在進行测量时确定特征点的位置非常重要，点的位置直接关系到测量精度。为了找准特征点，在系统软件中特意设置了一个几何缩放模块，通过先将图像放大，然后用鼠标直接在图像上确定特征点。数据处理模块主要是将测得的数据存进数据库，这样可以方便林业工作者做统计工作。
结束语
将图像测量的技术方法引用到森林调查中，为树木的测量工作又开辟了一个新的技术。在实际的测量工作中，图像测量展现了很多优势；如果在野外展开测量工作的情况下，不用测量人员进行实地的测量，还减少了很多辅助性的工作，使测量强度减少了很多；图像测量所拍摄的照片和测量数据，能随时存档，方便以后对测量工作进行研究；同时，图像测量还为森林调查提供了现代化的新技术，加快了森林资源发展的进步。当然，图像测量技术并不是完美的，它还有不足之处，在以后的测量工作中，要不断吸取经验，完善技术的应用，确保在进行测量工作的时候，能得到精准的参数信息。
参考文
[1]陶翼.遥感图像在森林资源二类调查中的应用[J].中南林业科技大学，2013（10）.
[2]胥利红.森林参数数字摄影测量提取技术的应用研究[J].东北林业大学，2010.
[3]贾锦霞.TM图像在森林资源调查与制图中的应用[J].经纬天地，2015.
[4]刘清华.遥感图像融合技术在森林资源调查中的应用[J].四川林勘设计，2008（6）.