一种手持式林业望远超站仪观测装备与方法与流程

一种手持式林业望远超站仪观测装备与方法
一、技术领域
1.本发明涉及一种基于智能手机森林林火观测、气象和土壤环境监测、森林测树集成观测装备及方法。
二、技术背景
2.森林生态系统对动物和人类的生存至关重要，能够保护生物多样性，水文资产和土壤以及减轻气候变化的影响，同时也为人类提供了食物、木材和能源。森林火灾是一种危害极大的自然灾害,是森林扰动的主要类型之一,直接影响森林生态系统结构、碳循环甚至全球气候的变化。森林火灾一旦发生,会迅速蔓延,而且扑救难度较高,国内外每年因林火造成的损失不可估量,而且林火造成的损失恢复需要投入多倍的人力、物力及财力。
3.因此，森林的合理经营及森林火灾的监测传输、预防预警极为重要。林业工作人员在森林防火中提供精准的预报信息,能为林火扑救预防提供重要信息支撑,进而有效改善和提升森林经营管理及林火预防与扑救的质效。本发明为林业工作人员提供一种林火观测、气象和土壤环境监测、森林测树集成观测装备及方法，通过此林业装备可观察林火火情、记录森林事件、实时监测环境信息预防森林火灾，进而实现有效的森林经营管理。
三、

技术实现要素：

4.为了有效的经营和监督森林生长以及预防森林火灾，本发明提供一种基于智能手机森林林火观测、气象和土壤环境监测、森林测树集成观测装备及方法。
5.主要

技术实现要素：

6.一种智能手机森林集成观测装备及方法，由智能手机、单筒望远镜、手持式环境监测仪(包含气象和土壤传感器)、手机支架及配套软件组成；实现了森林事件记录、环境信息监测和森林测树方案。
7.(1)森林事件记录：利用单筒望远镜、手机定位系统、方向传感器对某些林业事件进行拍摄，记录影像、位置、拍摄角度并上传至后台。
8.(2)森林测树：软件实现了树木树高及微样地测定，通过选取森林中具有代表性的区域进行微样地(5棵树法)规划，记录样地中每木的树种、胸径、树高；软件将自动估算出整个林分的林分密度、林分蓄积量、生物量和碳储量。进而有效的监督森林生长状况，改善和提升森林经营管理的质效。
9.(3)环境信息监测：通过手机与手持式环境监测仪连接，可以实时的获取当前位置的风速、风向、温度、湿度、大气压、光照、co2、ch4、pm2.5、pm10等气象数据，以及土壤温度、土壤水分、土壤电导率、土壤盐分等土壤数据，为林火扑救预防提供重要信息支撑。
10.本项发明与现有方法相比具有以下优点：
11.(1)满足林业调查人员的多功能观测装备及方法，既可以测定森林的林分因子、森林的气象信息和土壤信息，又能记录和上传某些林业事件。
12.(2)该置备是一种轻小型平台，便于携带，对环境信息实现定间隔自动记录。
13.(3)为林火监督与防控提供了一种新的思路和置备。
四、附图说明
14.下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
15.图1为设备及零件构造图。
16.图2为微样地测树部分软件界面。
17.图3为获取传感器数据的软件界面。
18.图4为林业事件记录的软件界面。
19.图5为手持式环境监测仪。
五、具体实施方式
20.此装备的软件实现主要包括森林事件记录、环境信息监测和森林测树三大功能，具体是：
21.(1)森林事件记录：利用单筒望远镜远距离观测林火事件，比如林火情况，利用手机定位系统、方向传感器以及自主研发的手机软件，通过在不同位置进行观测并拍照，记录某位置的林业事件并上报于后台。便于林火部门及时做出林火扑救的决策和反应。
22.(2)森林测树：在森林中选取具有代表性的区域进行微样地规划，使用5棵树法，对这5棵树进行每木检尺，记录树种，测量树木的胸径和树高，在人工林中记录行间距和纵间距，天然林中记录离中心木最远和最近一棵树的距离，软件将根据样地内的树木信息自动推算整个林分的林分密度、林分蓄积量、生物量和碳储量。通过连年复测可监督森林的生长情况及生长速度，改善和提升森林经营管理的质效。
23.(3)环境信息监测：将设备的土壤传感器插于土中，软件端设定时间间隔，开启环境信息测定；软件将定时的获取位置信息、气象信息(风速、风向、温度、湿度、大气压、光照、co2、ch4、pm2.5、pm10等)和土壤信息(土壤温度、土壤水分、土壤电导率、土壤盐分)，可以将此信息进行记录、保存和上传；其中，位置信息通过手机定位获取，气象和土壤信息通过手持式环境监测仪获取；通过上传的环境信息推测火险概率，为林火防控提供重要信息支撑；当发现某地的林火概率较高时，便于林火部门提前做出反应来遏制林火源头。


技术特征：
1.一种手持式林业望远超站仪观测装备与方法，其软件实现主要包括森林事件记录、环境信息监测和森林测树三大功能，具体是：(1)森林事件记录：利用单筒望远镜远距离观测林火事件，比如林火情况，利用手机定位系统、方向传感器以及自主研发的手机软件，通过在不同位置进行观测并拍照，记录某位置的林业事件并上报于后台，便于林火部门及时做出林火扑救的决策和反应；(2)森林测树：在森林中选取具有代表性的区域进行微样地规划，使用5棵树法，对这5棵树进行每木检尺，记录树种，测量树木的胸径和树高，在人工林中记录行间距和纵间距，天然林中记录离中心木最远和最近一棵树的距离，软件将根据样地内的树木信息自动推算整个林分的林分密度、林分蓄积量、生物量和碳储量，通过连年复测可监督森林的生长情况及生长速度，改善和提升森林经营管理的质效；(3)环境信息监测：将设备的土壤传感器插于土中，软件端设定时间间隔，开启环境信息测定；软件将定时的获取位置信息、气象信息(风速、风向、温度、湿度、大气压、光照、co2、ch4、pm2.5、pm10等)和土壤信息(土壤温度、土壤水分、土壤电导率、土壤盐分)，可以将此信息进行记录、保存和上传；其中，位置信息通过手机定位获取，气象和土壤信息通过手持式环境监测仪获取；通过上传的环境信息推测火险概率，为林火防控提供重要信息支撑；当发现某地的林火概率较高时，便于林火部门提前做出反应来遏制林火源头。

技术总结
本发明提出了一种智能手机森林集成观测装备及方法，由智能手机、单筒望远镜、手持式环境监测仪、手机支架及配套软件组成；实现了森林事件记录、环境信息监测和森林测树方案。(1)森林事件记录：利用单筒望远镜、手机定位系统、方向传感器对某些林业事件进行拍摄，记录影像、位置、拍摄角度并上传至后台；(2)森林测树：软件实现了树木树高及微样地测定，通过选取森林中具有代表性的区域进行微样地(5棵树法)规划，记录样地中每木的树种、胸径、树高；软件将自动估算出整个林分的林分密度、林分蓄积量、生物量和碳储量；(3)环境信息监测：通过手机与手持式环境监测仪连接，可以实时的获取当前位置气象信息和土壤信息。置气象信息和土壤信息。置气象信息和土壤信息。


技术研发人员：冯仲科 苏珏颖 孙林豪 崔义言
受保护的技术使用者：北京林业大学
技术研发日：2021.11.09
技术公布日：2022/2/8