森林植被觀測裝備研制與觀測方法研究

邵登才

摘要：目前我國林業工作者在進行探查工作時，因為林中的地形復雜多變，而且環境陰暗潮濕，所以承擔著莫大的風險。對此，我國科研人員不懈努力，精心研發出了MINI超站儀，雷達探測根系裝備等諸多的高科技產品，并將其廣泛應用于我國的林業調查工作中，不僅提升了探測結果的精確性，同時更確保了林業工作者的人身安全。本文主要對當前先進的森林植被觀測裝備以及觀測方法進行了深入的探究，旨在促進我國森林資源的良好開發。

關鍵詞：森林植被；觀測裝備；觀測方法

一、我國森林植被觀測裝備與觀測方法研究現狀

以往開展林業資源工作時，林業工作者存在一個錯誤的認知，其認為探測結果的準確性并不重要。實則不然，只有確保森林資源調查結果的準確性，才能推動資源開發利用的進程。信息時代下，我國的森林資源調查工作也迎來了發展的新契機。現代遙感探測技術以及GIS系統的開發，顯著加快了森林地面測量工作的速率，同時在很大程度上保證了數據的精準性[1]。

二、森林植被觀測裝備研制與觀測方法研究

（一）觀測樹木幾何參數的設備與觀測方法

（1）設備研究。在早期的人工檢測樹木幾何數據時，對待樹木的高度，枝干角度，寬距等數據的測量時存在的誤差的較大，還容易造成對樹木的無意識損害，為了解決這一問題，在進行對樹木幾何數據的觀測時引進了超站儀的使用——MINI超站儀，它可以不受地形的限制，在測量樹木的幾何數據上精度水平較高，操作簡單，可進行單人測量作業，具有測角功能、測距功能、GPS定位功能，可以完美的進行對樹木幾何數據的測量。它的硬件結構主要為激光測距傳感器、內置CPU、GPS定位系統、顯示器、接口、電源、圖像數字傳感器、角度測量傳感器等組成，是由我國精密儀器測量企業進行研發而成，其具有超站儀的優點，并針對森林植被的測量進行改良。

（2）觀測方法。在我國，進行對樹木幾何參數的檢測上，主要使用的是七棵樹樣地觀測法，在進行樣本的選擇時，需要進行中心樹的選擇，在以該樹為圓心，選擇距離它最近的六棵樹進行測量，MINI超站儀具有七棵樹觀測功能，觀測并記錄七棵樹的樹高、胸徑、以及各觀測樹之間的距離，根據測量的數據，利用專門的計算公式，進行對立木平均樹高、平均胸徑的計算，根據中心點的樹木與最遠一顆立木之間的距離來測量估算森林的密度。在對待大型林區的測量上，需要對林區選取多個測試點，在不同的測試點進行七棵樹樣地觀測法的測量。在我國林業部門的測量中，使用較為常見的方法還有圓形樣地觀測法、3D技術觀測法等[2]。

（二）研究樹木年輪的設備及觀測方法

（1）設備研究。研究樹木的年輪，可以有效的了解樹木的年齡與接收陽光、水源方向的情況等，為科研人員進行植被的調查有著重要的意義，在進行樹木年輪的檢測中，通常使用樹木測量生長錐進行對樣本的測量，隨著科技的不斷進行，超聲波測試年輪的方法也逐漸應用到我國林業測量部門的檢測中。

（2）觀測方法。首先介紹利用樹木測量生長錐來進行對樹木年輪測量的方法，在進行測量前，需要對測試樹木的主干部分鉆去測試樣本，樣本樹木的長度為5至10厘米，直徑約為0.5厘米，放入固定的透明儀器中，利用放大鏡結合測試人員的相關知識進行對樹木年輪的判定，在檢測結束后，需要進行對樹木的鉆口進行消毒處理，并填充玻璃膠，減少對樹木的損害。使用超聲波測試技術可以有效防止測量對樹木的損害，利用發射的射線傳播與返回的數據進行成像處理，可以清楚的顯示出年輪的形狀，利用研究人員的分析，在進行調差年輪時，同樣要抽取大量的測樣樣本，對統計的數據進行合理分析[3]。

（三）研究植被根系觀測技術與觀測方法

（1）觀測設備與技術。在進行對植被根系的測量中，需要避免對根系的破壞，所以在測量中，主要使用地質雷達設備（設備主要包括內置處理器、GPS定位系統、CCD影像測量系統、地質雷達、地質雷達配備的相關儀器等）通過雷達探測技術進行對根系的檢測，在進行測試時，探測雷達通過對測試地段發射電磁波，通過對反射回來的電磁波數據進行分析，來進行對植被結構的測試。

（3）觀測方法。目前對植被進行雷達觀測方法上主要是通過對反饋的數據進行收集、整理建立起三維空間的根系模型。在具體實施過程中，主要包括以下幾點。1.首先以樣本樹為圓心，每隔一米為半徑，建立多個同心圓，在不同的同心圓的固定位置進行可被雷達識別的信號桿的埋放（對信號桿的長度、位置、點距數據進行記錄）。2.使用雷達探測技術，進行對樣本樹主根系的探測，根據反饋數據進行信息的錄入。3.利用同心圓內的信號桿，來確定樣本樹副根系的走向與粗細程度，對反饋的數據進行錄入。4.利用GR地質雷達數據分析系統對已經記錄的數據進行分析，在進行該軟件的使用時，需要考慮到地區與樹木的情況進行區別分析。5.通過一二三步驟反饋的數據集合四步驟分析的結論進行樣本樹根系三維空間的模型構建。

總結：

近年來，科技的不斷發展與進步，為森林資源調查工作的開展提供了重要的保障。在MINI超站儀，胸徑年輪觀測表以及雷達探測根系裝備等的協助下，我國林業資源開發工作在年輪測量以及根系探測方面取得了可觀的成績，但由于技術尚在發展的階段，因此還有諸多問題需要不斷完善。在未來的森林調查工作中，我國科研工作者仍需要加強創新，研發出更為先進的裝備，為林業工作者提供可靠的技術保障，推動我國林業科學調查工作的長足發展與進步。

參考文獻：

[1]探地雷達在探測玉樹走滑斷裂帶活動性中的初步應用[J].張迪，李家存，吳中海，鐘若飛，田婷婷，張鐸，劉曉東.地質通報.2015（01）

[2]基于核磁共振技術檢測小麥植株水分分布和變化規律[J].要世瑾，杜光源，牟紅梅，欒翔宇，馬鴻雁，劉嘉男，劉夢達，齊笑，何建強.農業工程學報.2014（24）

[3]核磁共振巖心實驗分析在低孔滲儲層評價中的應用[J].王振華，陳剛，李書恒，章輝若，黃得順，楊甫，雷盼盼，劉小伸.石油實驗地質.2014（06）