泰山景區(qū)古樹名木普查技術(shù)培訓(xùn)技巧--李建華2015.5.13

1、2015.5.132015.5.13于泰安于泰安山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院 李建華李建華電話：電話：1318179013813181790138 E-mail E-mail：泰山景區(qū)第五次古樹名木普查技術(shù)講座泰山景區(qū)第五次古樹名木普查技術(shù)講座主要內(nèi)容主要內(nèi)容 前言前言（背景、目的意義、任務(wù)概況）（背景、目的意義、任務(wù)概況） 羅盤儀的使用羅盤儀的使用 測高器的使用測高器的使用泰山歷史悠久，古樹名木繁多，這些古樹不僅是寶貴的自然遺產(chǎn)自然遺產(chǎn)，同時也是泰山厚重文化的載體文化的載體。比如“秦松挺秀”、“漢柏凌寒”、“六朝遺植”、“雙干連理”、“五大夫松” 、“望人松”等等，不僅高齡高壽，昌勁

2、挺拔，而且每株都有神奇的傳說或歷史典故。她們是活著的化石，歷史的書頁她們是活著的化石，歷史的書頁，是構(gòu)成泰山旅游文化的重要組成部分是構(gòu)成泰山旅游文化的重要組成部分，因此，管委根據(jù)工作需要，依據(jù)中華人民共和國森林法和城市古樹名木保護(hù)管理辦法，組織了本次（第五次）泰山古樹名木普查，這對今后更好地管理、利用和保護(hù)泰山古樹名木、傳承弘揚這對今后更好地管理、利用和保護(hù)泰山古樹名木、傳承弘揚泰山文化具有重要意義泰山文化具有重要意義。欲善其事必先利其器欲善其事必先利其器，要搞好古樹名木普查工作，首先離不開對調(diào)查儀器的科學(xué)把握和使用。根據(jù)泰山景區(qū)第五次古樹名木普查工作方案，完成全部工作用到的儀器工具合完成全部

3、工作用到的儀器工具合計應(yīng)超過計應(yīng)超過10種，但歸納起來直接用于外業(yè)測定的工具主要有種，但歸納起來直接用于外業(yè)測定的工具主要有GPS、羅盤儀、圍尺和測高器、羅盤儀、圍尺和測高器等。等。在這里，我們只對上述主要工具的使用方法和外業(yè)注意事項和大家一起復(fù)習(xí)研討，以期能對在這里，我們只對上述主要工具的使用方法和外業(yè)注意事項和大家一起復(fù)習(xí)研討，以期能對本次調(diào)查任務(wù)的順利完成提供技術(shù)支持。本次調(diào)查任務(wù)的順利完成提供技術(shù)支持。一、前言一、前言二、羅盤儀的使用二、羅盤儀的使用二、羅盤儀的使用二、羅盤儀的使用 羅盤儀基本構(gòu)造圖羅盤儀基本構(gòu)造圖2羅盤儀的構(gòu)造羅盤儀的構(gòu)造磁針羅盤盒刻度盤照準(zhǔn)系統(tǒng)(望遠(yuǎn)鏡)水準(zhǔn)器球臼螺

4、旋制動螺旋三腳架垂球帽1 羅盤儀的作用羅盤儀的作用 測角、測距、直線定向，用于森林調(diào)查中的外業(yè)引點外業(yè)引點及邊界測量。垂球帽垂球帽三腳架三腳架2.1磁針與羅盤盒磁針與羅盤盒 （1） 磁針為長條形人造磁鐵，磁針為長條形人造磁鐵，放置在刻度盤中心的中央頂針上，可靈活自由轉(zhuǎn)動。當(dāng)磁針自由靜止時，一端指南，另一端指北。 由于磁針兩端受地球磁極吸引力不同，使得磁針在自由靜止時不能保持水平，磁針北端會向下傾斜與水平面形成一個角度，稱之為磁傾角。為消除磁磁針北端會向下傾斜與水平面形成一個角度，稱之為磁傾角。為消除磁傾角的影響，傾角的影響，保持磁針兩端的水平，一般在磁針一般在磁針南端南端纏繞幾圈纏繞幾圈銅絲銅

5、絲或加一或加一鋁塊鋁塊，這樣，我們可以作為判斷磁針南端和北端的方法。 （2）羅盤盒為儀器殼體羅盤盒為儀器殼體，內(nèi)部裝有磁針、頂針、杠桿刻度盤等。2.2刻度盤刻度盤 刻度盤是由鋁質(zhì)或銅質(zhì)材料制作的圓環(huán)，安裝在羅盤盒的內(nèi)緣?？炭潭缺P上的最小分劃為度盤上的最小分劃為1或或30，并每隔5或10進(jìn)行注記?？潭缺P的注記為逆時針注記 0360?？梢灾苯訙y出方位角，所以，也稱羅也稱羅盤儀為方位羅盤盤儀為方位羅盤2.3照準(zhǔn)系統(tǒng)照準(zhǔn)系統(tǒng)(望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡) 照準(zhǔn)系統(tǒng)的主要部件是望遠(yuǎn)鏡，由物鏡、目鏡、十字絲分劃板和調(diào)照準(zhǔn)系統(tǒng)的主要部件是望遠(yuǎn)鏡，由物鏡、目鏡、十字絲分劃板和調(diào)焦透鏡構(gòu)成。焦透鏡構(gòu)成。物鏡安裝在望遠(yuǎn)鏡的前端

6、，其作用是使被觀測的目標(biāo)成像，并通過調(diào)焦透鏡使目標(biāo)成像于十字絲分劃板上，而目鏡安裝在望遠(yuǎn)鏡的末端，用來觀測十字絲和目標(biāo)成像。十字絲交點與物鏡光心的連線稱為視準(zhǔn)軸，其延長線即望遠(yuǎn)鏡的觀測視線。2.4水準(zhǔn)器和球臼螺旋水準(zhǔn)器和球臼螺旋 （1）水準(zhǔn)器：一般在羅盤盒內(nèi)都裝有一個圓水準(zhǔn)器或者兩個相互垂直的水準(zhǔn)管。當(dāng)圓水準(zhǔn)器的氣泡位于中心位置，或者兩個水準(zhǔn)管內(nèi)的氣泡同時被橫線平分時，稱為氣泡居中，此時，羅盤儀處于水平狀態(tài)。 （ 2）球臼螺旋：球臼螺旋在羅盤盒的下方，配合水準(zhǔn)器可以使羅盤盒處于水平狀態(tài)。水準(zhǔn)器球臼螺旋2.5三腳架和垂球帽三腳架和垂球帽 （1） 為方便使用，羅盤儀配有專門的三腳架。架頭上附有對中

7、用的垂球帽，旋下垂球帽就可以連接羅盤儀。架頭中心的下面附有小鉤，用以懸掛垂球。 （2）垂球又稱線錘，一般由金屬制成，上部為短圓柱體，下部為錐體，上端系有細(xì)線與三腳架相連，是對中時使用的工具。垂球帽 羅盤儀基本操作方法羅盤儀基本操作方法3 羅盤儀基礎(chǔ)操作羅盤儀基礎(chǔ)操作安置對中整平瞄準(zhǔn)讀取豎直角讀取磁方位角 方位角讀數(shù)方位角讀數(shù)30304 羅盤儀應(yīng)用操作羅盤儀應(yīng)用操作4.1羅盤儀測量方位角羅盤儀測量方位角（1）瞄準(zhǔn)目標(biāo)（2）讀取磁方位角4.2羅盤儀定向（與羅盤儀定向（與4.1相反）相反）（1）根據(jù)已知磁方位角固定羅盤及望遠(yuǎn)鏡方向（2）在望遠(yuǎn)鏡指示方向上，通過量距后確定目標(biāo)點位置。北4.3 羅盤儀使

8、用中的測距羅盤儀使用中的測距（1）視距法（2）皮尺法-（應(yīng)用最多的方法）（3）測繩法（4）激光或超聲波測距法不論采用任何方法測距，關(guān)鍵是要滿足操作細(xì)則的測量技術(shù)要求。5 5羅盤儀性能檢驗羅盤儀性能檢驗5.15.1機械性能檢驗機械性能檢驗 主要檢查羅盤儀各部件能否正常安裝和主要檢查羅盤儀各部件能否正常安裝和運轉(zhuǎn)，以保證正常測量使用。凡部件出現(xiàn)異運轉(zhuǎn)，以保證正常測量使用。凡部件出現(xiàn)異常的情況應(yīng)及時進(jìn)行修理，修復(fù)后方可進(jìn)行常的情況應(yīng)及時進(jìn)行修理，修復(fù)后方可進(jìn)行技術(shù)性能檢驗，檢驗合格才能使用。技術(shù)性能檢驗，檢驗合格才能使用。5.25.2羅差檢驗羅差檢驗（1）什么是羅差 指羅北與磁北的夾角（指羅北與磁北

9、的夾角（ ）。）。該誤差為羅盤儀在某一小地域使用時的系統(tǒng)誤差，由羅盤儀制造誤差和當(dāng)?shù)匦^(qū)域的微磁場環(huán)境共同決定。在野外使用羅盤儀確定正確的磁北方向時，需考慮對羅差的校正問題。羅差磁偏角普通羅盤測定的、帶有羅差的磁偏角（+）（2 2）三北方向）三北方向 （也稱標(biāo)準(zhǔn)方向）（也稱標(biāo)準(zhǔn)方向） 真子午線方向真子午線方向-指向北極（南極）磁子午線方向磁子午線方向-指向磁北極（磁南極）坐標(biāo)縱線方向坐標(biāo)縱線方向-平行于真子午線方向（高斯平面直角坐標(biāo)系的縱軸方向 ）三北方向三北方向磁偏角磁坐偏角G （也稱方向改正角）三北方向關(guān)系子午線收斂角磁北磁北坐標(biāo)北坐標(biāo)北GG（3 3）方位角）方位角由基本方向北端起，順時針

10、方向到某一直線的水平夾角，由基本方向北端起，順時針方向到某一直線的水平夾角，稱為該直線的方位角，角值為稱為該直線的方位角，角值為0360。方位角 真、磁方位角之間的關(guān)系 （4 4）羅差的數(shù)學(xué)表達(dá)式）羅差的數(shù)學(xué)表達(dá)式 羅差 = 實測的磁方位角地形圖上的磁方位角 = （羅盤方位角標(biāo)準(zhǔn)磁方位角） = = 2 2 1（5）羅差測定方法）羅差測定方法地物法地物法 利用地形圖上的明顯地物點，如三角點、山峰、橋梁等，量取圖上的磁方位角1 ，再用羅盤儀現(xiàn)場測出羅盤方位角2 ，然后用上式計算即可得出值。在地形圖上找一明顯地物，測其方位角北極星法北極星法 晚間，用羅盤儀實測北極星的磁偏角 ，由于該測值帶有羅差，所

11、以與當(dāng)?shù)氐匦螆D上的磁偏角相減即可求出羅差。羅差（羅差（） = 地形圖磁偏角（地形圖磁偏角（）實測的磁偏角（）實測的磁偏角（）北極星注意：這里用的是磁偏角，而不是磁方位角，所以計算公式與前面不同。北極星法測定北極星法測定羅差羅差的工作過程的工作過程 1.在晚在晚8點后尋找到北極星，點后尋找到北極星，2.利用手電協(xié)助安裝好羅盤儀，利用手電協(xié)助安裝好羅盤儀，3.用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)北極星，用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)北極星，4.用手指輕彈羅盤盒，待磁針穩(wěn)定后讀取實測的磁偏角（用手指輕彈羅盤盒，待磁針穩(wěn)定后讀取實測的磁偏角（），），5.在圖上查出圖紙磁偏角（在圖上查出圖紙磁偏角（ ），），6.采用公式計算：羅差（采用公式計算

12、：羅差（） =地形圖磁偏角（地形圖磁偏角（）實測的磁偏角（）實測的磁偏角（）5倍倍以地形圖為標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)選擇位置明顯的地物測定方位角，否則羅差計測精度難以保證。北極星與真北方向存在一個北極星與真北方向存在一個0-530-53的誤差的誤差，但就標(biāo)定羅盤儀的羅差來說可以滿足精度要求，請放心使用。按照調(diào)查技術(shù)要求，羅差標(biāo)定應(yīng)重復(fù)測量四次四次，最后取其平均作為被檢羅盤儀的羅差。（6）羅差測定注意事項）羅差測定注意事項5 羅盤儀使用注意事項羅盤儀使用注意事項 導(dǎo)線點勿選在高壓線、鋼鐵構(gòu)造物鋼鐵構(gòu)造物、變壓器等附近。 羅盤儀在每個導(dǎo)線點上對中整平后，要放松磁針，并輕敲玻璃蓋輕敲玻璃蓋，以防磁針粘在玻璃蓋上并

13、注意磁針轉(zhuǎn)動是否靈活。 注意度盤的刻度注記是按逆時針方向增加，讀數(shù)應(yīng)逆時針讀數(shù)應(yīng)逆時針，由少向多的注記方向讀取。讀數(shù)時順磁針方向在磁針北端讀數(shù)。 羅盤方位角讀數(shù)為羅盤自身的磁方位角，帶有羅差，記錄磁方位角羅盤方位角讀數(shù)為羅盤自身的磁方位角，帶有羅差，記錄磁方位角時應(yīng)進(jìn)行改算，其公式為：時應(yīng)進(jìn)行改算，其公式為： 磁方位角磁方位角= =羅盤方位讀數(shù)羅差羅盤方位讀數(shù)羅差坐標(biāo)方位角坐標(biāo)方位角= =羅盤方位讀數(shù)羅差羅盤方位讀數(shù)羅差+ +方向改正角方向改正角6 DQL16ZJ型經(jīng)緯激光羅盤儀簡介型經(jīng)緯激光羅盤儀簡介 哈爾濱光學(xué)儀器廠生產(chǎn)，哈爾濱光學(xué)儀器廠生產(chǎn)，1616倍正像，內(nèi)對光型，操作倍正像，內(nèi)對光型

14、，操作方便，安有激光指向器，便于野外尋找目標(biāo)點方便，安有激光指向器，便于野外尋找目標(biāo)點6 DQL16ZJ型經(jīng)緯激光羅盤儀簡介型經(jīng)緯激光羅盤儀簡介 豎直度盤、水平讀盤（側(cè)面）皆裝有游標(biāo)和微調(diào)螺豎直度盤、水平讀盤（側(cè)面）皆裝有游標(biāo)和微調(diào)螺旋，讀數(shù)精度可達(dá)旋，讀數(shù)精度可達(dá)1010，完全能達(dá)到一類清查樣地測量，完全能達(dá)到一類清查樣地測量要求。該產(chǎn)品是目前國內(nèi)市場上質(zhì)量最好的羅盤儀。要求。該產(chǎn)品是目前國內(nèi)市場上質(zhì)量最好的羅盤儀。三、鋼圍尺的使用三、鋼圍尺的使用1結(jié)構(gòu)及原理結(jié)構(gòu)及原理D=C/例如周長C=3.14cm則直徑D=1cm（1）注意環(huán)繞平面與樹干垂直的環(huán)繞平面與樹干垂直的問題，（2）拉力適中拉力適

15、中，避免松弛導(dǎo)致的讀數(shù)偏大，（3）盡量采用反手拉尺法盡量采用反手拉尺法，以保持讀數(shù)時尺身平坦，防止尺身變形折壞。3 使用注意事項使用注意事項2 使用方法使用方法四、測高器的使用四、測高器的使用1 基本構(gòu)造基本構(gòu)造326541261啟動鈕，2制動鈕，3瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，4垂針，5讀數(shù)盤，6殼體不同廠家的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上會部分區(qū)別。 上部：測角讀數(shù)區(qū)用于山坡傾角測量 中部：準(zhǔn)連續(xù)可變距讀數(shù)區(qū)用于密林測高 下部：勃魯萊測高讀數(shù)區(qū)用于常規(guī)測高2 刻度盤結(jié)構(gòu)刻度盤結(jié)構(gòu)3 外業(yè)使用方法外業(yè)使用方法3.1測高瞄準(zhǔn)測高瞄準(zhǔn)h=Ltg 3.2 測量坡度瞄準(zhǔn)測量坡度瞄準(zhǔn)勃魯萊法測量樹高讀數(shù)示例：如L=15m，則h=6.2m，

16、如L=20m，則h=8.3m，3.3 讀數(shù)方法讀數(shù)方法（1） 勃魯萊法測量樹高 （2） 準(zhǔn)連續(xù)可變距法測量樹高 如左圖所示，在樹旁選一水平距為L的測點，稍微移動使L=7m、8m、9m、10m、11m或12m；按下啟動鈕讓垂針自由擺動；手持測高器瞄視樹頂，片刻后等垂針停擺時按下止動鈕；根據(jù)垂針在刻度盤上的指示位置讀取測高值。測高讀數(shù)方法見下圖所示。 在陡坡地或密林中，水平距L可在7-12m間的整數(shù)位置靈活移動，從而較好的解決了林內(nèi)測高時測點難選的問題。準(zhǔn)連續(xù)可變距法測量樹高讀數(shù)示例：如L=7m，則h=2.8m； 如L=12m，則h=5.0m；如L=11m，則h=4.6m（3） 測量坡度 SRC-

17、/30型測高器的另一用途是用來測量山坡坡度。如圖5所示。測量時，由測者在坡下瞄視坡上所立測尺的特定高度位置（該位置高度應(yīng)正好等于測者眼高），待垂針停止擺動時按下扳機，這時即可通過刻度盤上的傾角讀數(shù)區(qū)讀取坡度數(shù)據(jù)（讀數(shù)方法可參照下圖進(jìn)行：下圖中傾角為22.5）。使用本測高器測量坡度時，既可以從坡下向坡上方向瞄準(zhǔn)測量，也允許從坡上向坡下方向瞄準(zhǔn)測量，二者測量效果是一致的。測量坡度讀數(shù)示例：=22.54 其他測高工具簡介其他測高工具簡介拉桿測高器拉桿測高器測桿測桿測樹羅盤測樹羅盤激光測高儀激光測高儀望遠(yuǎn)測樹儀望遠(yuǎn)測樹儀五、五、 GPS測量經(jīng)緯度測量經(jīng)緯度 GPS為全球定位系統(tǒng)（GlobalPosit

18、ioningSystem）的簡稱，是美國從20世紀(jì)70年代開始研制，于1994年全面建成的新一代全球衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，具有海、陸、空全方位實時三維導(dǎo)航與定位的能力。GPS以其全天候、自動化、高效率、高精度等顯著特點，廣泛地應(yīng)用于測繪、導(dǎo)航和野外調(diào)查等相關(guān)領(lǐng)域，為測繪科學(xué)的發(fā)展提供了廣闊的空間，給測繪科學(xué)帶來了革命性的變化。隨著GPS系統(tǒng)的不斷改進(jìn)和硬、軟件技術(shù)的不斷完善，應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷地擴展，目前已遍及國民經(jīng)濟(jì)各種部門，并開始逐步深入到人們的日常生活當(dāng)中。GPS的空間衛(wèi)星部分的空間衛(wèi)星部分圖1.1GPS衛(wèi)星星座 24顆衛(wèi)星（21+3）6個軌道平面55軌道傾角20200km軌道高度（地面高度

19、）12小時（恒星時）軌道周期5個多小時出現(xiàn)在地平線以上（每顆星）GPS衛(wèi)星定位原理PS4S3S2S1GPS地面接收機衛(wèi)星3衛(wèi)星2衛(wèi)星4衛(wèi)星1圖1.4GPS衛(wèi)星定位原理 手持機部分產(chǎn)品情況手持機部分產(chǎn)品情況 ：手持機部分產(chǎn)品情況手持機部分產(chǎn)品情況 ：六、六、表格填寫注意事項表格填寫注意事項岱廟古樹管理岱廟古樹管理及漢柏復(fù)壯研究簡介及漢柏復(fù)壯研究簡介附：附：1）結(jié)合岱廟古銀杏（340年）透氣井建設(shè)，設(shè)立樹盤圍欄裸地、方磚地、及透氣井三處觀測點進(jìn)行蚯蚓活動情況觀測，其結(jié)果如下：土壤生物多樣性觀測岱廟3號銀杏周圍蚯蚓活動情況調(diào)查表 調(diào)查時間：2011.4.2地表蚓洞 蚯蚓密度初步原因分析樹盤圍欄裸地7

20、個/m211條/ m2蚯蚓可以生存，但未有植草，有機質(zhì)含量低，缺少食物方磚地基本沒有通氣不良，蚯蚓無法生存透氣井不明顯5條/ m230cm以下鋪沙，上部腐殖質(zhì)層亦缺少粘土成分，不利于蚯蚓生存，另：井壁蚯蚓廊道不良2）在岱廟漢柏院內(nèi)，分別對保護(hù)性植草地、半踏踩草地、踏踩裸地等三種情況進(jìn)行了蚯蚓活動情況調(diào)查，其結(jié)果如下：岱廟漢柏周圍蚯蚓活動情況調(diào)查表 調(diào)查時間： 2011.4.13表土蚓洞蚯蚓密度平均深度初步原因分析保護(hù)型草地48條/ m29cm有機質(zhì)含量高，食物豐富，常澆水，濕潤，利于蚯蚓生長半踏踩型草地30個/m226條/ m216cm表土緊實，通氣不良，蚯蚓生存條件較差踏踩型裸地6個/m23

21、條/ m222cm表土堅硬，通氣不良，蚯蚓生存困難3）地面不同處理方式的蚯蚓分布情況 調(diào)查地點：岱廟荷花池院內(nèi)4）岱廟內(nèi)土壤小動物種類調(diào)查 蚯蚓（寡毛綱） 蠐螬（昆蟲綱）螞蟻（昆蟲綱）蜘蛛（蛛形綱）鼠婦（軟甲綱 ）其中以蚯蚓、螞蟻和鼠婦最多，但鼠婦（潮濕蟲）屬腐生性小動物，螞蟻入土較淺，只有蚯蚓對岱廟土壤的理化性狀影響較大。主要種類節(jié)肢動物門環(huán)節(jié)動物門采集到的小動物 松土能力很強的大蚯蚓長達(dá)23cm5）透氣井效果調(diào)查 開蓋后的情形檢查2010年7月對岱廟3號古銀杏開挖的透氣井情況井內(nèi)僅找到3條小的蚯蚓，生物多樣性不良，對于40平米冠幅的大樹來說，透氣井通氣效果也有待探討。透氣井面積透氣井面積/

22、 /樹冠投影樹冠投影=0.6=0.6米米* *0.60.6米米* *8 8個個/40/40平米平米=7.2%=7.2%，下一步，下一步計劃對此與蚯蚓松土透氣的效果進(jìn)行比較！計劃對此與蚯蚓松土透氣的效果進(jìn)行比較！6）土壤動物痕跡調(diào)查 草坪、踏踩草坪及磚鋪地中的蚓糞情況磚鋪地上的蟻穴在這樣的的地段，蚯蚓已無法生存地面鋪裝導(dǎo)致生物多樣性減少，只能是透水，透氣問題亦有待研究7）漢柏周圍情況調(diào)查 （1）土壤改良試驗對古樹健康維持工作存在土壤改良試驗對古樹健康維持工作存在風(fēng)險風(fēng)險，在該項試驗中，雖然泰山林科院、泰山管委、岱廟、孔廟等單位給予了很多的支持，但仍無法象普通生物學(xué)試驗?zāi)菢咏⑼晟频膸в袑φ盏膶嶒烍w系。（2）古樹土壤