森林植被观测装备研制与观测方法研究

邵登才

摘要：目前我国林业工作者在进行探查工作时，因为林中的地形复杂多变，而且环境阴暗潮湿，所以承担着莫大的风险。对此，我国科研人员不懈努力，精心研发出了MINI超站仪，雷达探测根系装备等诸多的高科技产品，并将其广泛应用于我国的林业调查工作中，不仅提升了探测结果的精确性，同时更确保了林业工作者的人身安全。本文主要对当前先进的森林植被观测装备以及观测方法进行了深入的探究，旨在促进我国森林资源的良好开发。

关键词：森林植被；观测装备；观测方法

一、我国森林植被观测装备与观测方法研究现状

以往开展林业资源工作时，林业工作者存在一个错误的认知，其认为探测结果的准确性并不重要。实则不然，只有确保森林资源调查结果的准确性，才能推动资源开发利用的进程。信息时代下，我国的森林资源调查工作也迎来了发展的新契机。现代遥感探测技术以及GIS系统的开发，显著加快了森林地面测量工作的速率，同时在很大程度上保证了数据的精准性[1]。

二、森林植被观测装备研制与观测方法研究

（一）观测树木几何参数的设备与观测方法

（1）设备研究。在早期的人工检测树木几何数据时，对待树木的高度，枝干角度，宽距等数据的测量时存在的误差的较大，还容易造成对树木的无意识损害，为了解决这一问题，在进行对树木几何数据的观测时引进了超站仪的使用——MINI超站仪，它可以不受地形的限制，在测量树木的几何数据上精度水平较高，操作简单，可进行单人测量作业，具有测角功能、测距功能、GPS定位功能，可以完美的进行对树木几何数据的测量。它的硬件结构主要为激光测距传感器、内置CPU、GPS定位系统、显示器、接口、电源、图像数字传感器、角度測量传感器等组成，是由我国精密仪器测量企业进行研发而成，其具有超站仪的优点，并针对森林植被的测量进行改良。

（2）观测方法。在我国，进行对树木几何参数的检测上，主要使用的是七棵树样地观测法，在进行样本的选择时，需要进行中心树的选择，在以该树为圆心，选择距离它最近的六棵树进行测量，MINI超站仪具有七棵树观测功能，观测并记录七棵树的树高、胸径、以及各观测树之间的距离，根据测量的数据，利用专门的计算公式，进行对立木平均树高、平均胸径的计算，根据中心点的树木与最远一颗立木之间的距离来测量估算森林的密度。在对待大型林区的测量上，需要对林区选取多个测试点，在不同的测试点进行七棵树样地观测法的测量。在我国林业部门的测量中，使用较为常见的方法还有圆形样地观测法、3D技术观测法等[2]。

（二）研究树木年轮的设备及观测方法

（1）设备研究。研究树木的年轮，可以有效的了解树木的年龄与接收阳光、水源方向的情况等，为科研人员进行植被的调查有着重要的意义，在进行树木年轮的检测中，通常使用树木测量生长锥进行对样本的测量，随着科技的不断进行，超声波测试年轮的方法也逐渐应用到我国林业测量部门的检测中。

（2）观测方法。首先介绍利用树木测量生长锥来进行对树木年轮测量的方法，在进行测量前，需要对测试树木的主干部分钻去测试样本，样本树木的长度为5至10厘米，直径约为0.5厘米，放入固定的透明仪器中，利用放大镜结合测试人员的相关知识进行对树木年轮的判定，在检测结束后，需要进行对树木的钻口进行消毒处理，并填充玻璃胶，减少对树木的损害。使用超声波测试技术可以有效防止测量对树木的损害，利用发射的射线传播与返回的数据进行成像处理，可以清楚的显示出年轮的形状，利用研究人员的分析，在进行调差年轮时，同样要抽取大量的测样样本，对统计的数据进行合理分析[3]。

（三）研究植被根系观测技术与观测方法

（1）观测设备与技术。在进行对植被根系的测量中，需要避免对根系的破坏，所以在测量中，主要使用地质雷达设备（设备主要包括内置处理器、GPS定位系统、CCD影像测量系统、地质雷达、地质雷达配备的相关仪器等）通过雷达探测技术进行对根系的检测，在进行测试时，探测雷达通过对测试地段发射电磁波，通过对反射回来的电磁波数据进行分析，来进行对植被结构的测试。

（3）观测方法。目前对植被进行雷达观测方法上主要是通过对反馈的数据进行收集、整理建立起三维空间的根系模型。在具体实施过程中，主要包括以下几点。1.首先以样本树为圆心，每隔一米为半径，建立多个同心圆，在不同的同心圆的固定位置进行可被雷达识别的信号杆的埋放（对信号杆的长度、位置、点距数据进行记录）。2.使用雷达探测技术，进行对样本树主根系的探测，根据反馈数据进行信息的录入。3.利用同心圆内的信号杆，来确定样本树副根系的走向与粗细程度，对反馈的数据进行录入。4.利用GR地质雷达数据分析系统对已经记录的数据进行分析，在进行该软件的使用时，需要考虑到地区与树木的情况进行区别分析。5.通过一二三步骤反馈的数据集合四步骤分析的结论进行样本树根系三维空间的模型构建。

总结：

近年来，科技的不断发展与进步，为森林资源调查工作的开展提供了重要的保障。在MINI超站仪，胸径年轮观测表以及雷达探测根系装备等的协助下，我国林业资源开发工作在年轮测量以及根系探测方面取得了可观的成绩，但由于技术尚在发展的阶段，因此还有诸多问题需要不断完善。在未来的森林调查工作中，我国科研工作者仍需要加强创新，研发出更为先进的装备，为林业工作者提供可靠的技术保障，推动我国林业科学调查工作的长足发展与进步。

参考文献：

[1]探地雷达在探测玉树走滑断裂带活动性中的初步应用[J].张迪，李家存，吴中海，钟若飞，田婷婷，张铎，刘晓东.地质通报.2015（01）

[2]基于核磁共振技术检测小麦植株水分分布和变化规律[J].要世瑾，杜光源，牟红梅，栾翔宇，马鸿雁，刘嘉男，刘梦达，齐笑，何建强.农业工程学报.2014（24）

[3]核磁共振岩心实验分析在低孔渗储层评价中的应用[J].王振华，陈刚，李书恒，章辉若，黄得顺，杨甫，雷盼盼，刘小伸.石油实验地质.2014（06）