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立木胸径持续测量系统技术应用案例为了揭示树木的精准生长规律，建立树木近真值的生长模型，弥补传统依靠人工即时测量、年度测量来推算树木生长情况的过程中，因人工测量和统计造成的数据误差并降低人工测量成本，同时又兼顾国外仪器成本高等问题，项目组自2018年开始，联合北京林业大学等科研单位共同开展立木胸径持续测量系统研发工作。自2019年开始在浙江农林大学校园内布置森林小样地，布置茅坑围式树木胸径持续测量系统，涉及3个树种15棵树木。通过分析精确掌握了测量区域相关树木全年、每个月、每日的生长规律，并与环境监测因子进行关联分析，从而准确掌握了树木生长变化以及与环境监测因子间的关系。

二、主要解决的问题

立木胸径持续测量系统有效解决了目前林业上对立木胸径难以精准、持续、低成本测量问题，降低了林地调查的人工测量成本和人工测量、统计中带来的数据误差，实现了树木胸径自动、定时、持续测量、存储、传输,配合软件实现树木持续测量、分析一体化，并与环境监测因子实现关联分析，为森林资源调查，区域树木生长模型的建立以及生态学研究等提供了科学依据。

三、技术要点

立木胸径持续测量系统主要由下位机采集设备、拉绳传感器装置盒、数据收集基站（Sink节点）和数据管理软件等四部分组成。下位机采集设备内放置有PCB电路板，锂电池、无线通讯ZigBee芯片、AD转换模块和时钟模块，盒子下面开孔可接入拉绳传感器讯线引出；数据收集基站（Sink节点）由PCB电路板、锂电池、ZigBee通讯芯片、Lora通讯芯片和表面显示屏等五部分组成。该系统基于传感器、嵌入式、计算机等技术，可以实现实时、持续获取立木胸径生长量数据，同时降低了人工测量成本，避免了人为测量、统计等带来的数据误差。

立木胸径持续测量系统配备相应的数据管理软件，实现了上位机软件与嵌入式持续测量装置之间的通信。主要用于持续测量装置节点数据测量后，数据返回至上位机软件供研究人员进行后续处理、分析和展示。

该系统集自动持续测量、数据汇集、储存、管理分析于一体，具有功耗低、反应灵敏、测量精确等特点。同时降低了人工成本，避免了人为测量、统计等带来的数据误差。

四、应用成效

该系统目前已在浙江农林大学校园内森林样地布置近三年，涉及3个树种。通过对系统测量的数据分析，精确掌握了测量区域内相关树木全年、每个月、每日的生长情况，并与环境监测因子进行关联分析，从而准确掌握树木生长变化与环境监测因子间的关系。2022年，项目组将进一步扩大系统应用范围，在浙江省布置的固定样地，钱江源--百山祖国家公园内部署应用，以进一步检测和优化系统性能。

五、适用范围

立木胸径持续测量系统适合于森林资源调查、区域树木生长模型构建以及生态学研究等过程中的数据采集与分析。