TRU樹木雷達在行道樹樹干健康狀況檢測中的應用①

彭婷婷 周敏君 郭 雄 陳興榮 鄭耿斌 曾佑煒

（1 惠州學院生命科學學院 廣東惠州 516007；2 廣東輕工職業技術學院 廣東廣州 510300）

道路綠化作為城市綠地系統的網絡和骨架，成為系統連續性的主要構成因素，行道樹是道路綠地景觀的主體部分，在道路兩旁及分車帶，給車輛和行人遮蔭并構成街景，它可以補充氧氣、凈化空氣、美化城市、減少噪音等，為城市居民的工作和生活提供一個良好的生態環境。但由于行道樹所處環境的特殊性，其生長狀況普遍不是很好，存在不同程度的健康問題。正確評估行道樹的健康安全狀況，對排除惡劣天氣條件下（如大風、暴風雨等）行道樹折斷風險，保障人們生命財產安全具有重要意義。樹木雷達作為一種無損檢測技術［1‐2］，可以分析樹干健康狀況. 研究以南海校區芒果樹為例，采用TRU 樹木雷達檢測分析不同高度的樹干空腐情況，為芒果樹樹干健康狀況提供分析依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 研究對象

芒果樹，分布在廣東輕工職業技術學院南海校區環校北路上的25 棵芒果樹，由南到北按順序編號。

1.1.2 儀器

TRU 樹木雷達檢測儀，美國Treeradar 公司生產，包括野外數據管理器和900 MHz 雷達天線兩部分。

1.2 方法

1.2.1 測前準備

選擇樹干高度90、120 cm，用粉筆標記每層高度位置，保證掃描面在同一高度，并且測量各層高度對應的樹干周長，在檢測每棵樹之前，必須重新設置參數。

1.2.2 樹干檢測

應用TRU 樹木雷達檢測儀，從正北方向開始，360 度環繞檢測一周，得到并保存相關數據。檢測時保證測距輪在轉動，保證天線緊貼樹皮，同一高度重復2次。

1.3 數據分析

應用Tree Win 分析軟件對數據進行分析處理，設置單位為米制，增益值區間為3～5。

2 結果與分析

2.1 行道樹TRU樹干分析

行道樹的生長情況和TreeWin 軟件分析得到的B‐scan 數據典型分析如表1所示，其中，樹干生長情況良好的行道樹有5棵；樹干生長情況良好，截面有點線狀空腐的行道樹有16 棵；樹干有出現空腐趨勢的，屬低空腐的有4棵。圓餅圖形的最外層黑色輪廓表示樹干的外圍輪廓，中間淺粉色部分表示生長良好的區域，最內層橙色部分表示空洞區域；第一象限坐標軸圖形為B‐scan 未平滑的厚度圖（圖1～6）。

表1 行道樹樹干生長情況和B-scan 數據典型分析

圖1 正常的行道樹樹干B-scan 數據分析（注：上圖為90 cm，下圖為120 cm高度；下同）

對測得25 顆行道樹的數據分析結果表明，樹木生長情況總體為良好，圖1所列典型B‐scan 數據未顯示任何橙色區域，表示樹干生長情況良好，未出現空腐；圖2所列典型B‐scan 數據顯示出線狀或點狀橙色區域，表示這些區域的空腐可能出現擴散，但并不嚴重；圖3～圖6 所列典型B‐scan 數據顯示樹干有出現空腐現象的趨勢，所測的截面有面狀空腐，木質部受損較其他為嚴重些，躍然空腐情況屬低度，需要繼續觀察樹木生長情況。

圖2 產生點或線狀空腐的行道樹樹干B-scan 數據分析

圖3 產生點狀或面狀空腐的行道樹樹干B-scan 數據分析

圖4 產生面狀空腐的行道樹樹干B-scan 數據分析

圖5 產生面狀空腐的行道樹樹干B-scan 數據分析

圖6 產生線狀或面狀空腐的行道樹樹干B-scan 數據分析

2.2 行道樹空腐情況分析

通過觀察樹木生長狀況，出現面狀空腐的樹木樹冠有以下明顯特征：枯枝多；樹冠枝條分布不均勻；樹葉多蟲眼；樹干樹皮有明顯凹凸不平根據TRU 檢測結果，所測25 棵行道樹中，16%出現了面狀空腐，64%出現了點線狀空腐，只有20%未出現空腐（圖7）。行道樹是城市綠化的重要組成部分，其健康狀況會直接影響生命財產安全，對其健康狀況的及時評估及跟蹤也是城市綠化管理的重要工作。

圖7 行道樹空腐情況百分比分析

3 結論

樹干內部的異常需要通過有損或無損的檢測方法識別，樹干無損檢測方法有應力波［3‐4］、電阻率［5］、雷達波［6］等方法。其中雷達波技術雖然有其局限性［7‐9］，但能夠對目標物體進行完全無損檢測，精度比應力波法和電阻率法高。采用基于雷達波的樹木內部層位結構及異常探測成像系統（TRU 樹木雷達），采用環繞切向測量方法，得到樹木截面信息，并用相關軟件生成便于直接觀測的圖像，對南海校區環校北路上的25 棵芒果行道樹進行檢測，結果表明4棵有面狀空腐，16棵有點或線狀空腐，需要觀察其生長情況。本研究有助于大樹快速無損健康檢測技術的改進，并常年為檢測區域內行道樹的健康安全進行評估跟蹤，為城市綠化管理提供可靠依據。