光学测树仪是什么?

（optical dendrometer）
（刘元本）
以光学元件为主要部件，以测定树干上部直径为主要测定用途的间接测树工具。分光叉式、短基线视距仪式和轮尺式三大类。这三类光学测树仪又可彼此结合构成综合式仪器。光学测树仪需要安装放大光学系统；且由于林内光线阴暗、树冠枝叶密集，使树干上部所能测定的高度受到限制，为测定或标定所测上部直径的位置，又必须具有测高器，甚至视距装置。因而其结构较复杂，体积较笨重。应用较多的有如下几种：
DQL-1型测树罗盘仪
具有带读数游标的全圆竖角度盘和12倍放大率、光路转折45°能呈正象、用以测径的分画板视距常数为100的弯管望远镜的罗盘仪。属于光叉式测树仪。其外形与分画板如图1。各测树有关计算公式为：
水平距离： L=100cos2β （竖尺视距时）
L=1001cosβ （横尺视距时）
全高： H=L（tgα―tgβ）
任意高： Hn=L（tgαn―tgβ）

树干中央高所对应的俯仰角的正切函数：

树干直径： D=a・n
式中 仰角α为正值，俯角β为负值，并已改算在式中；α为格值，是所用观测距离的0.1%；n为格数。此测树罗盘仪为中国张绍良与杜丽雁所研制、南通光学仪器厂生产（1981），用于森林调查较为方便，精度亦较高。但不便标定一定高度位置的直径；各测树因子均须计算求得结果。该厂生产的还有DQL-1A型测树罗盘仪（其望远镜为直管，当仰角过大时应用不够方便）和DQL-2型测树罗盘仪（没有安装水平度盘）。
1962年罗比森（D.W.Robison）推荐的由格里（W.Gurley）和格里（L.E.Gurley）设计的专用林业经纬仪是一种操作容易而精确的光叉式测树仪。它不仅具有带读数游标的全圆竖角度盘，而且有12～18倍放大率的可变放大目镜。但仪器重近8磅，连三脚架约20磅，使用不方便。
惠勒五棱镜轮尺
由五棱镜对构成的光学轮尺。简称惠勒轮尺或五棱镜轮尺。是一种手持式轻便光学测树仪（图2）。通过定五棱镜上缘直视树干左侧，同时左右滑动五棱镜使在定五棱镜中见到由动五棱镜反射树干右侧的虚象与实际树干左侧相吻合，此时两五棱镜中动镜入射面的中点到定镜出射面的中点间的垂直距离即树干测点直径。用等腰直角三棱镜代替五棱镜，亦可构成光学轮尺。1962年惠勒（P.R.Wheeler）采用五棱镜的根据是：五棱镜尾部为45°，顶角90°，其余两个角均为112.5°的四棱镜截去尾部所构成，其光学性能可使光线在其入射面上偏折90°，而且不受入射光线与镜面是否垂直的影响。为了在测径的同时测定树高，惠勒在定镜一端的尺身头边安上桑托测斜器，对轮尺进行了改进。

图2 惠勒五棱镜轮尺
a.外形；b.应用；c.光路
TGC-300型光学测树仪
以五棱镜对和可调双圆光楔为主要元件，兼有轮尺式与光叉式的光学测树仪。测径光路如图3。1976年河南农学院园林系等研制。基尺长300毫米。视窗能安上2.4倍的望远镜。光楔圈位于定五棱镜的前方，分为前光楔圈与后光楔圈，安在圈座（角度圈）上可自由旋转。两块顶角相同的圆光楔安在圈中。圈上刻画为双圆光楔构成的偏向角的正切函数即光楔常数K。共刻画K=1/10，1/20，1/25，1/30，1/50，1/100，1/200及∞诸数的分母作为代号。当光楔圈的∞同时与圈座的0°对准，则两光楔构成了平面玻璃。在定五棱镜的左侧安装有偏重度轮测高器。使用时既可手持，又可安在三脚架上。当取双圆光楔的∞对0°时，则与惠勒轮尺使用相同。最大直径量程为300毫米。当被测树干大于此数，就需使用光楔扩大量程，即同步异向转动两光楔圈使某K值（如1/50）同时对准0°。通过如此组合的光楔进行观测，可把待测直径分为位移量Z与位移余量C两部分，再分别观测求和（图4）。具体应用方法有二：①等K分段观察法。测Z时，内光楔圈向右、外光楔圈向左作同步异向转动，到某一K值如1/50，此时拨动动五棱镜便成光楔顶角在左方，读数为Z值。而后与前者相反，即内光楔圈向左，外光楔圈向右作同步异向转动仍到K=1/50处，再拨动动五棱镜便成光楔顶角在右方，读数为C值。因为等K观测Z与C的最大值为300毫米，则等K分段测法最大测径量程为600毫米。②当大于600毫米时，应采取不等K值法分段观测，即测C时所用K值为测Z时的n倍（K′=nK）。例如K=1/50，K′=1/25时，测出Z后乘以2再加上用K′光楔所测Z求和。其最大量程可达900毫米。余类推。这种测树仪可利用短光学轮尺测得大于基尺（n+1）倍长的直径，但利用光叉与距离有关。直径过粗，观测距越远，不易看清测准。一般测定600毫米能保证精度。有了双圆光楔，用测Z值除以K的办法，可得无标尺视距。

图4 TGC-300型光学测树仪的视距与扩大基尺测径量程
1.光楔中树干位移象；2.定五棱镜中树干的位移象；3.光楔视窗
Z为D的位移量；C为D的位移余量；K为位移量与视测距之比

图3 TGC-300型光学测树仪光路
FP-15型测树仪
一种短基线无标尺的视距仪式测树仪（图5）。为英国的巴尔―斯特劳德（Barr and Stroud）公司制造，故常叫巴尔与斯特劳德测树仪。基线长20.3厘米，望远镜放大倍数5.5，能在相距11～110米范围内观测，测距范围11～620米，测径范围3.8～500厘米，俯仰角可达-60°～+60°。仪器净重2.3公斤，测量精度相当高（见表）。测量距离与直径时，对准目标，拧动仪器调节头，从目镜中见到树干分离虚象呈左方同侧上下吻合（真吻合）时，在显微读数镜中读得第一读数；当下方树干虚象的右侧与上方的树干虚象左侧相吻合时（假吻合），读出第二读数。以此两次读数查表或电算得距离或直径。测量树高时，先用测角器对准所选倾斜角的正弦值，或看清树干的适当位置来选定倾斜角，然后用测微器进行调正，直到水准器的气泡居中时，读出正弦值并乘以距离即得树高。

图5 FP-15型测树仪

FP-15型测树仪测量精度数值表
广东林业
（forestry of Guangdong Province）
（林密，刘集汉）
据中国1977～1981年森林资源清查统计，广东省森林面积为587.86万公顷，森林覆盖率27.7%，活立木总蓄积量23183.39万立方米。天然林主要分布在海南岛，面积约占全省1/2，蓄积量占60%以上，较集中在中部山区的尖峰岭、坝王岭、吊罗山等三大林区。这些天然林是热带常绿阔叶林，优势树种不明显，主要代表树种有陆均松、鸡毛松、母生、坡垒、青皮、加卜、油楠、花梨、红罗、荔枝、子京等。广东大陆天然林具有季雨林特征，大多分布在北江、东江、西江上游交通不便的边远山区，以常绿阔叶林和针阔叶混交林为主。北纬24°以北地区，马尾松、壳斗科的树木占优势，樟科、金缕梅科、山茶科、木兰科也较常见。南部以樟科、桑科、大戟科、金缕梅科、壳斗科、山茶科、桃金娘科、清风藤科、木兰科、番荔枝科、无患子科、楝科的树木占优势。现存的天然林多为次生林。人工林以马尾松、杉木、窿缘桉、木麻黄、湿地松、加勒比松、台湾相思、荔枝、龙眼、橡胶树、椰子、油茶、板栗、油桐、柿树等为主。广东省动植物资源丰富，有植物6600种以上，其中乔、灌木树种有2000多种，列为国家珍贵的保护树种有桫椤、海南粗榧、坡垒、野荔枝、海南油杉、子京、观光木、篦子三尖杉、花梨、青梅、格木等50多种；有森林动物700多种，其中鸟类500多种，列入国家珍贵的保护动物有海南坡鹿、黑长臂猿、华南虎、猕猴、穿山甲、麝、毛冠鹿、水鹿、苏门羚、金猫、孔雀雉、白鹇等30余种。全省已建立了尖峰、鼎湖等20个自然保护区。
广东古代陆地上到处是茂密的森林。在秦汉时期潮州、惠州、广州还有象群、犀牛、孔雀、鳄鱼等野生动物出现。宋室南迁以后，大量人口南下，珠江三角州、琼州及儋州的沿海平原，原来布满原始森林的地方被辟为农田。元代海上运输贸易兴起，造船业发达，进一步加快了对森林的开采和利用。清朝以来，特别是鸦片战争以后，在外国资本主义侵入及战争的摧残下，森林遭到更为严重的破坏。
1949年后，全省积极开展植树造林，扩大森林资源，到1981年，人工造林保存面积481.20万公顷。100多万公顷的水土流失地区已经治理过半。2500公里的沿海宜林沙荒已基本形成防护林带。用材林基地县发展到56个。修建林区公路1万公里，林区铁路60多公里。以人造板和松香为主体，包括三板（即纤维板、胶合板、刨花板）、松香、松节油再加工产品和栲胶、紫胶等多品种的新兴工业已经形成。到1982年，已为国家提供原木5455多万立方米、松香180多万吨、各种人造板47万多立方米，以及一大批林副产品。原木的年产量比1949年增长了10倍以上。
广东省设有林业厅及厅属林业勘测设计院。全省共有国营林场（局）211个，科研和技术推广单位58个，中等林业学校1所。华南农业大学设有林学系。林业科学技术成果获得全国科学大会奖的有11项，获得林业部、省科学大会、农科大会奖的有50项。这些成果有些已在生产上推广应用，例如：沿海防护林和农田防护林的营造技术；容器育苗的培育；窿缘桉、台湾相思和湿地松、加勒比松等树种的选育和引种；种子园和采穗园的营造；飞机播种造林；白僵菌防治松毛虫的技术；集材索道、装卸桥等的设计等。