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        幾種手機測量軟件在樹高測量中實用初探

        2021-11-12 08:14:20許允超付春輝
        農(nóng)村科學實驗 2021年27期
        關(guān)鍵詞:測量

        袁 勇 楚 楚 許允超 付春輝

        (1.菏澤市牡丹產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心,山東 菏澤 274000;2.成武縣自然資源和規(guī)劃局,山東 菏澤 274200)

        隨著科技迅猛發(fā)展,智能手機/平板得以普及并深入到人們生活的方方面面。輸入“測量”或“測高”在手機應(yīng)用市場里就有幾十個相關(guān)免費軟件。手機測量軟件在樹高測量中原理研究已有人論述,而不同手機測量軟件對比實際應(yīng)用方面未有論述。因此,本文就該方面展開研究。

        1.材料與方法

        1.1 試驗材料。通過室內(nèi)試用初步選出五款手機軟件:尺子測量儀-測距工具v2.5.3、測量尺v3.4.0、尺子測量測距儀v3.4.0、距離測量儀v1.2.14、優(yōu)通高度測量v4.5.3,分別簡稱尺測儀、測量尺、量距儀、距測儀、優(yōu)通。

        1.2 試驗方法。選測高度大于20m樹木一株,以徐州黃山儀器廠I型測高器(簡稱測高器)作為對照,在每個測點,用五款軟件分別在距離L樹干20m、30m、40m處設(shè)三個測點測量樹高,在每個測點對每一株樹,用每一款軟件連續(xù)測5次,求其平均值、絕對誤差△、變異系數(shù)CV、樣本標準差s和平均數(shù)相對誤差δ。

        2.數(shù)據(jù)分析

        2.1 樹高測量與數(shù)據(jù)處理結(jié)果

        表1 樹木樹高測量與數(shù)據(jù)處理結(jié)果一覽表 單位:m

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        2.2 數(shù)據(jù)分析

        為便于進行圖像分析,在不影響圖像曲線變化趨勢的前提下,數(shù)據(jù)的值人為變小。

        2.2 .1 平均值、標準差和相對誤差分析

        依據(jù)樹高大于或等于10m時相對測量誤差絕對值應(yīng)該小于5%的要求,除距測儀和優(yōu)通外,其它三款軟件與對照所測數(shù)據(jù)的平均值、標準差和相對誤差具有相對穩(wěn)定性,但五款手機測高軟件相對測高器,沒有一款在所有測點相對誤差絕對值均小于5%的,故這些軟件均達不到生產(chǎn)要求。

        圖1 樣本平均值隨測點距樹干距離變化圖

        圖2 樣本標準差隨測點距樹干距離變

        2.2 .2 變異系數(shù)

        在進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析時,如果變異系數(shù)大于15%,則要考慮該數(shù)據(jù)可能不正常,應(yīng)該剔除。五款手機軟件的變異數(shù)絕對值沒有一款在所有測點變異系數(shù)均小于15%的,故五款軟件數(shù)據(jù)穩(wěn)定性存在問題。

        圖3 相對誤差隨測點距樹干距離變化曲線圖

        圖4 變異系數(shù)隨測點距樹干距離變化曲線圖

        2.2 .3 學生t-分布

        除距測儀、優(yōu)通在樹高大于20m的,30m、40m測點外t值均大于t(0.05,4)=2.7764,這說明手機與測高器測量值存在明顯差異。同時距測儀、優(yōu)通測量值存在明顯異常值(表中標刪除線的數(shù)據(jù))。

        圖5 t值隨測點距樹干距離變化曲線圖

        2.3 數(shù)據(jù)偏移影響因素

        測量時發(fā)現(xiàn)輸入身高、手機距離胸前距離、手機距地面高度及測量時手機抖動情況,對數(shù)據(jù)測量有很大影響;同時手指溫度、干濕、潔凈程度能影響觸屏靈敏度的因素均能影響數(shù)據(jù)穩(wěn)定;對準頂部時由于手機顯示屏面部傾斜朝下,不易看清準星是否對準所測樹梢,這樣也會造成數(shù)據(jù)不準。

        3.結(jié)果與討論

        3.1 數(shù)據(jù)穩(wěn)定和推廣價值

        五款手機軟件測高軟件數(shù)據(jù),在所有測點的相對誤差絕對值均小于5%、在所有測點變異系數(shù)均小于15%;在樹高大于20m的,30m、40m測點外t值大于t(0.05,4)或存在明顯異常;人為和環(huán)境因素及軟件本身原因會造成數(shù)據(jù)偏移及穩(wěn)定性。目前手機測量軟件在樹高測量中數(shù)據(jù)穩(wěn)定性差,精度均達不到生產(chǎn)工作要求;目前還不具有實用性和推廣使用價值。

        3.2 數(shù)據(jù)偏移穩(wěn)定性原因與改進

        有待通過進一步試驗找出數(shù)據(jù)穩(wěn)定性差的具體原因和改進方法。

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